KR102021166B1 - 리니어 프레넬 렌즈 시트, 투과형 표시 장치 및 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형 - Google Patents

Abstract

리니어 프레넬 렌즈 시트(3)는, 제1 방향 d1을 따라 복수의 렌즈면(14)을 배열한 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 형성된 제1 면(11)과, 상기 제1 면(11)에 대향하는 제2 면(12)을 갖는 렌즈층(10)과, 렌즈층(10)의 제2 면(12)측에 적층된 확산층(20)을 구비한다.

Description

리니어 프레넬 렌즈 시트, 투과형 표시 장치 및 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형{LINEAR FRESNEL LENS SHEET, TRANSMISSIVE DISPLAY DEVICE AND ROLL-SHAPED MOLD FOR PRODUCING LINEAR FRESNEL LENS SHEET}

본 발명은 광원으로부터 투사된 영상광을 출광측으로 출사하는 리니어 프레넬 렌즈 시트와, 이 리니어 프레넬 렌즈 시트를 구비한 투과형 표시 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형에 관한 것이다.

배면 투사형 영상 표시 장치에서는, 배면으로부터 확대 투사되는 영상광을 표시하는 투과형 스크린이 사용되고 있다. JP2000-292864A에 개시된 투과형 스크린은, 광원으로부터 확대 투사되는 영상광을 대략 평행광이 되도록 편향시키는 리니어 프레넬 렌즈 시트와, 리니어 프레넬 렌즈 시트로부터 출사한 영상광을 확산시켜서 시야각을 넓히는 확산 시트를 포함하고 있다.

이 중, 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 어떤 배열 방향을 따라서 배열된 복수의 렌즈면을 갖고 있으며, 복수의 렌즈면의 조합에 의해, 입사광에 대하여 일정한 광학 작용을 미친다. 전형적인 리니어 프레넬 렌즈 시트에서는, 렌즈면의 배열 방향의 중심측으로부터 외측으로 감에 따라서, 렌즈면의 시트면에 대한 경사 각도가 순서대로 커진다. 이 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 일반적으로, 롤 형상의 주형(mold)과 상기 롤 형상의 주형의 외주를 따라서 이동되는 기재 사이에 자외선 경화성 수지를 공급하고, 이 자외선 경화성 수지에 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 제조된다. 롤 형상의 주형을 사용하여 생산되는 리니어 프레넬 렌즈 시트는 생산 효율이 높고, 다양한 용도에 적용될 것으로 기대되고 있다.

전술한 바와 같이, 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위해서는, 롤 형상의 주형을 준비할 필요가 있다. 이 롤 형상의 주형을 제조하는 방법에 대하여, 도 14 내지 16을 참조하여 추가로 설명한다. 도 14의 (a) 내지 (c)는 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 도 15는 롤 형상의 주형의 중심부를 가공하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 도 16은 가공된 롤 형상의 주형의 중심부 부근을 나타내는 개략적인 확대도이다.

우선, 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 금속제의 기재 롤러(503)를 준비하고, 상기 기재 롤러(503)의 면 형성 가공을 바이트(501)로 행한다. 이어서, 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 롤 형상의 주형(500)(기재 롤러(503))의 축선 방향 r의 일단부측으로부터 중심부를 향하여, 복수의 제1 환상(環狀)홈(511)을 포함하는 제1 환상홈 군(510)을 형성한다. 제1 환상홈(511)은, 렌즈면을 제작하기 위한 제1 경사면(512)을 갖고 있으며, 롤 형상의 주형(500)의 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서, 축선 방향 r에 대한 제1 경사면(512)의 경사 각도 γ가 순서대로 작아진다. 즉, 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서, 축선 방향 r에 대한 바이트(501)의 절삭 각도 β를 각 제1 경사면(512)마다 작게 한다. 구체적으로는, 바이트(501)의 날끝이 축선 방향 r에 대하여 소정의 절삭 각도 β를 이루도록 상기 바이트(501)를 유지하면서 반경 방향 n으로 이동시켜서 기재 롤러(503)를 절삭하고, 절삭 후, 바이트(501)를 후퇴시킨다. 계속해서, 바이트(501)를 축선 방향 r로 이동시킨 후, 바이트(501)의 절삭 각도 β가 작아지도록 바이트(501)의 절삭 각도 β를 변경시켜서, 다음의 제1 환상홈(511)을 가공해 간다. 그런데, 중심부 부근에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 바이트(501)의 절삭 각도 β를 더 작게 하려고 해도, 바이트(501)가 그때까지 가공된 제1 경사면(512)에 접촉해버리기 때문에, 절삭 각도 β를 일정하게 하여 제1 환상홈(511)을 형성하게 된다. 즉, 중심부 부근에서는, 설계한 원하는 절삭 각도 β에서의 절삭이 물리적으로 불가능하게 되어, 결과적으로 설계된 절삭 각도보다 큰 각도로 절삭을 행할 필요가 있을 수 있다.

제1 환상홈 군(510)을 형성한 후, 바이트(501)의 날을 교환하여, 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이, 롤 형상의 주형(500)의 축선 방향 r의 중심부로부터 타단부측을 향하여, 제2 환상홈 군(520)을 제1 환상홈 군(510)과 마찬가지로 형성한다. 이 제2 환상홈 군(520)은 렌즈면을 제작하기 위한 제2 경사면(522)을 갖는 복수의 제2 환상홈(521)을 포함하고 있다.

그런데, 제1 환상홈 군(510)과 제2 환상홈 군(520)의 경계에서는, 바이트(501)의 절삭 각도 β의 위치 결정 정밀도(선회 시의 위치 결정 정밀도)나 바이트(501)를 교환할 때의 바이트(501)의 세트 정밀도, 선반에 의한 바이트(501)의 이송 정밀도, 백래시(backlash) 등의 요인이 겹쳐서, 제1 환상홈(511)의 제1 경사면(512)과 제2 환상홈(521)의 제1 경사면(522)을 원활하게 접속시키는 것은 곤란해진다. 이로 인해, 도 16에 도시한 바와 같이, 반경 방향 n에 대한 경사 각도가 대칭인 제1 경사면(512) 및 제2 경사면(522)의 사이에는, 단차를 이루는 이음매(502)가 형성된다.

이와 같은 방법으로 제조된 롤 형상의 주형(500)을 사용하여 부형(賦型)된 리니어 프레넬 렌즈 시트를 도 17에 나타낸다. 도 17에 도시한 바와 같이, 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면으로의 법선 방향 N에 관하여 서로 동일한 측으로 경사져 있는 복수의 제1 렌즈면(411)을 포함하는 제1 렌즈면 군(410)과, 법선 방향 N에 관하여 제1 렌즈면(411)과는 반대측으로 경사져 있는 복수의 제2 렌즈면(421)을 포함하는 제2 렌즈면 군(420)을 구비한다. 롤 형상의 주형(500)의 중심부 부근에 있어서 원하는 절삭 각도보다 큰 절삭 각도로 가공되어 있는 것에 대응하여, 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 중심부에 있어서 렌즈면(411, 421)이 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면에 대하여 경사지는 각도인 렌즈각 α가 원하는 경사 각도보다 크게 형성되어 버린다. 또한, 롤 형상의 주형(500)의 반경 방향 n에 대한 경사 각도가 대칭인 경사면에 의해 규정되는 이음매(502)에 대응하여, 제1 렌즈면 군(410)과 제2 렌즈면 군(420) 사이가 되는 위치에, 법선 방향 N에 대한 경사 각도가 대칭인 렌즈면(411, 421)에 의해 배꼽부(402)가 규정된다.

여기서, 도 17에 도시한 리니어 프레넬 렌즈 시트에, 평행광을 주성분으로서 포함하는 광이 입사하는 경우에 대하여 고려한다. 평행광을 주성분으로서 포함하는 광은, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 렌즈 작용에 의해, 소정의 집광 영역(도시한 예에서는 초점 영역) 부근에 집광된다. 그러나, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 중심부에 있어서, 렌즈면의 시트면(1a)에 대한 렌즈각 α가 원하는 경사 각도보다 크게 형성되기 때문에, 중심부 부근에 입사하는 광은, 원하는 굴절 각도로 굴절되지 않아, 소정의 집광 영역 부근에 집광되지 않는다. 이로 인해, 집광 영역에 집광된 광을 보는 관찰자에게는, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 중심부 부근이 어둡게 보인다는 문제가 있었다.

또한, 리니어 프레넬 렌즈 시트와 관찰자 사이에 투과성을 갖는 스크린밖에 없는 경우, 관찰자가 보는 각도에 따라서는 리니어 프레넬 렌즈 시트 자체를 시인할 수 있게 되어버리는 경우도 있다. 이 경우, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 관찰자에게 배꼽부가 눈에 띄게 보이게 되어, 스크린에 표시되는 화상의 화질을 열화시켜 버린다는 문제가 있었다.

또한, 최근에는, 광원과 투과형 스크린 사이의 거리를 짧게 하여, 배면 투사형 영상 표시 장치를 조밀하게 구성하는 시도가 이루어져 있다. 그러나, 본건 발명자들이 검토를 거듭한 결과, 광원과 투과형 스크린 사이의 거리가 짧아지면, 특정한 방향에서 투과형 스크린을 관찰한 경우에, 투과형 스크린의 표면에, 렌즈면의 배열 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩이 발생하는 것이 확인되었다. 도 18에는 종래의 투과형 스크린(602)의 출광측 면(602a)에 발생할 수 있는 띠형 얼룩이 개략적으로 도시되어 있다. 도 18에 도시한 바와 같이, 띠형 얼룩은 출광측 면(602a)의 중앙으로부터 크게 이격된 영역 S에서 확인되었다.

본 발명은, 이와 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 제1 목적은, 리니어 프레넬 렌즈 시트가 내장된 투과형 스크린의 표면에 발생할 수 있는 띠형 얼룩을 눈에 띄지 않게 하는 것이다. 본 발명의 제2 목적은, 관찰자의 관찰 위치에 의존하여 발생할 수 있는, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 중심부 부근과 다른 영역의 명암 차를 인식할 수 없는 레벨로 개선함과 함께, 법선 방향에 대한 경사 각도가 대칭인 렌즈면에 의해 규정되는 배꼽부에 의한 표시 화질의 열화를 효과적으로 방지하는 것이다.

상기 제1 목적을 달성하는 본 발명에 의한 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 제1 방향을 따라서 복수의 렌즈면을 배열한 리니어 프레넬 렌즈부가 형성된 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 렌즈층과,

상기 렌즈층의 상기 제2 면측에 적층된 확산층

을 구비한다.

본 발명에 의한 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 내부에 있어서의 상기 확산층에 의한 광의 확산 정도를 헤이즈값으로 나타낸 값인 확산층의 내부 확산도가 70％ 이상이어도 된다.

본 발명에 의한 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 렌즈층의 상기 리니어 프레넬 렌즈부와, 상기 확산층의 상기 렌즈층과는 반대측 면 사이의 최대 거리는 1.0㎜ 이하이어도 된다.

본 발명에 의한 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 리니어 프레넬 렌즈부는, 상기 렌즈층의 시트면으로의 법선 방향에 관하여 서로 동일한 측으로 경사져 있는 복수의 제1 렌즈면을 포함하는 제1 렌즈면 군과,

상기 렌즈층의 시트면으로의 법선 방향에 관하여 상기 제1 렌즈면과는 반대 측으로 경사져 있는 복수의 제2 렌즈면을 포함하는 제2 렌즈면 군과,

상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 렌즈면 군과 상기 제2 렌즈면 군 사이에 설치되고, 상기 렌즈층의 시트면을 따라 연장되는 평탄면을 하나 이상 포함하는 평탄부

를 구비하고 있어도 된다.

본 발명에 의한 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 렌즈층은 일체로 성형된 복수의 리니어 프레넬 렌즈부를 구비하고,

각 리니어 프레넬 렌즈부는 광학 중심을 가져도 된다.

본 발명에 의한 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 복수의 리니어 프레넬 렌즈부는 상기 제1 방향을 따라서 나란히 배치되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 투과형 표시 장치는, 상기 어느 한쪽의 특징을 갖는 리니어 프레넬 렌즈 시트와,

상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 상기 확산층으로 영상광을 투사하는 투사면을 갖는 광원을 구비한다.

본 발명에 의한 투과형 표시 장치에 있어서, 상기 광원의 상기 투사면으로부터 가장 이격된 위치에 있는 상기 렌즈면이 상기 렌즈층의 시트면에 대하여 이루는 각도를 α1°라 하고, 상기 렌즈층의 굴절률을 n이라 하고, 상기 광원의 상기 투사면에서 가장 이격된 위치에 있는 상기 렌즈면의 중앙과 상기 광원의 상기 투사면의 중앙을 연결하는 가상 직선이, 상기 렌즈층의 상기 시트면의 법선 방향에 대하여 이루는 각도를 θi°라 하면,

-α1+arcsin(1/n)+arcsin(1/n×sinθi)≤10°

의 관계를 충족하여도 된다.

본 발명에 의한 투과형 표시 장치에 있어서, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트와 상기 광원 사이의 거리는, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 리니어 프레넬 렌즈부의 길이 이하이어도 된다.

상기 제2 목적을 달성하는 본 발명에 의한 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 렌즈면이 제1 방향으로 배열된 리니어 프레넬 렌즈부를 구비하고,

상기 리니어 프레넬 렌즈부는, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면으로의 법선 방향에 관하여 서로 동일한 측으로 경사져 있는 복수의 제1 렌즈면을 포함하는 제1 렌즈면 군과,

상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면으로의 법선 방향에 관하여 상기 제1 렌즈면과는 반대 측으로 경사져 있는 복수의 제2 렌즈면을 포함하는 제2 렌즈면 군과,

상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 렌즈면 군과 상기 제2 렌즈면 군 사이에 설치되고, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면을 따라 연장되는 평탄면을 하나 이상 포함하는 평탄부

를 포함한다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 임의의 하나의 제1 렌즈면의 상기 시트면에 대한 경사 각도는, 상기 제1 렌즈면보다 상기 제1 방향을 따라서 상기 평탄부에 근접하여 배열된 다른 제1 렌즈면의 상기 시트면에 대한 경사 각도보다 크도록 되어 있으며,

임의의 하나의 제2 렌즈면의 상기 시트면에 대한 경사 각도는, 상기 제2 렌즈면보다 상기 제1 방향을 따라서 상기 평탄부에 근접하여 배열된 다른 제2 렌즈면의 상기 시트면에 대한 경사 각도보다 크도록 되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 평탄부는 상기 시트면을 따른 길이가 일정한 복수의 평탄면을 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 평탄부는 상기 법선 방향에 있어서 서로 다른 위치에 배치된 복수의 평탄면을 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 복수의 평탄면은, 복수의 제1 평탄면으로 이루어지는 제1 평탄면 군과, 상기 제1 평탄면 군과 상기 제2 렌즈면 군 사이에 위치하고, 복수의 제2 평탄면으로 이루어지는 제2 평탄면 군을 포함하고,

임의의 하나의 제1 평탄면은, 상기 제1 평탄면보다 상기 제1 방향을 따라서 상기 제1 렌즈면 군에 근접하여 배열된 다른 제1 평탄면보다, 상기 법선 방향에 있어서 내측에 위치하도록 되어 있으며,

임의의 하나의 제2 평탄면은, 상기 제2 평탄면보다 상기 제1 방향을 따라서 상기 제2 렌즈면 군에 근접하여 배열된 다른 제2 평탄면보다, 상기 법선 방향에 있어서 내측에 위치하도록 되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 제1 방향을 따라서 가장 상기 평탄부 측에 있는 상기 제1 렌즈면 군의 상기 제1 렌즈면에 있어서, 상기 시트면에 대한 경사 각도가 소수점 이하 셋째 자리를 반올림하여 0.01°이상이며, 상기 제1 방향을 따라서 가장 상기 평탄부측에 있는 상기 제2 렌즈면 군의 상기 제2 렌즈면에 있어서, 상기 시트면에 대한 경사 각도가 소수점 이하 셋째 자리를 반올림하여 0.01°이상이어도 된다.

본 발명에 의한 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 일체로 성형된 복수의 리니어 프레넬 렌즈부를 구비하여도 된다.

본 발명에 의한 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 복수의 리니어 프레넬 렌즈부는 상기 제1 방향을 따라서 나란히 배치되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 각 리니어 프레넬 렌즈부의 상기 제1 방향에 있어서의 길이는 동일하여도 된다.

본 발명에 의한 제1 또는 제2 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 상기 복수의 리니어 프레넬 렌즈부는 서로 동일하게 형성되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형은, 렌즈면을 제작하기 위한 경사면이 그의 축선 방향으로 배열되어 있는 롤 형상의 주형으로서,

상기 축선 방향으로 배열된 복수의 제1 환상홈을 포함하고, 각 제1 환상홈이 제1 경사면을 구획 형성하는, 제1 환상홈 군과,

상기 축선 방향으로 배열된 복수의 제2 환상홈을 포함하고, 각 제2 환상홈이 제2 경사면을 구획 형성하는, 제2 환상홈 군과,

상기 제1 환상홈 군과 상기 제2 환상홈 군 사이에 배치된 중간부를 구비하고,

상기 제1 환상홈 군에 포함되는 복수의 제1 경사면은, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 상기 축선 방향과 직교하는 반경 방향에 관하여 서로 동일한 측으로 경사지고,

상기 제2 환상홈 군에 포함되는 복수의 제2 경사면은, 상기 축선을 통과하는 단면에 있어서, 상기 축선 방향과 직교하는 반경 방향에 관하여 상기 제1 경사면과는 반대 측으로 경사지고,

상기 중간부는, 원통면을 구획 형성하는 평탄 원통부를 하나 이상 포함한다.

임의의 하나의 제1 환상홈의 상기 제1 경사면의 상기 축선 방향에 대한 경사 각도는, 상기 제1 환상홈보다 상기 축선 방향을 따라서 상기 평탄 원통부에 근접하여 배열된 다른 제1 환상홈의 상기 제1 경사면의 상기 축선 방향에 대한 경사 각도보다 크도록 되어 있으며,

임의의 하나의 제2 환상홈의 상기 제2 경사면의 상기 축선 방향에 대한 경사 각도는, 상기 제2 환상홈보다도 상기 축선 방향을 따라서 상기 평탄 원통부에 근접하여 배열된 다른 제2 환상홈의 상기 제2 경사면의 상기 축선 방향에 대한 경사 각도보다 크도록 되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형에 있어서, 상기 중간부는 상기 축선 방향을 따른 길이가 동등한 복수의 평탄 원통부를 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형에 있어서, 상기 중간부는 상기 반경 방향에 있어서 서로 다른 위치에 원통면을 구획 형성하는 복수의 평탄 원통부를 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형에 있어서, 상기 중간부는, 복수의 제1 평탄 원통부를 포함하는 제1 평탄 원통부 군과, 상기 제1 평탄부 군과 상기 제2 환상홈 군 사이에 위치하고, 복수의 제2 평탄 원통부를 포함하는 제2 평탄 원통부 군을 포함하고,

임의의 하나의 제1 평탄 원통부는, 상기 제1 평탄 원통부보다 상기 축선 방향을 따라서 상기 제1 환상홈 군에 근접하여 배열된 다른 제1 평탄 원통부보다, 직경이 큰 원통면을 구획 형성하도록 되어 있으며,

임의의 하나의 제2 평탄 원통부는, 상기 제2 평탄 원통부보다 상기 축선 방향을 따라서 상기 제2 환상홈 군에 근접하여 배열된 다른 제2 평탄 원통부보다, 직경이 큰 원통면을 구획 형성하도록 되어 있어도 된다.

본 발명의 제1 리니어 프레넬 렌즈 시트에 의하면, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트가 내장된 투과형 스크린의 표면에 발생할 수 있는 띠형 얼룩을 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 본 발명의 제2 리니어 프레닐 렌즈 시트에 의하면, 관찰자의 관찰 위치에 의존하여 발생할 수 있는, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 중심부 부근과 다른 영역과의 명암 차를 인식할 수 없는 레벨로 개선함과 함께, 법선 방향에 대한 경사 각도가 대칭인 렌즈면에 의해 규정되는 배꼽부에 의한 화질의 열화를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 투과형 표시 장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 투과형 표시 장치의 개략 평면도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 투과형 표시 장치의 리니어 프레넬 렌즈 시트를 확대하여 나타내는 확대도이다.
도 4는, 도 3에 도시한 리니어 프레넬 렌즈부의 렌즈면을 확대하여 나타내는 확대도이다.
도 5는, 투과형 스크린의 출광측 면에 띠형 얼룩이 발생할 때의, 광원으로부터의 영상광이 렌즈면에 입사하는 조건에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 도 2에 도시한 일점쇄선으로 둘러싸인 영역 A를 확대하여 나타내는 확대도이다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 투과형 표시 장치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 투과형 표시 장치에 포함되는 리니어 프레넬 렌즈 시트를 나타내는 개략도이다.
도 9는, 도 8에 도시한 리니어 프레넬 렌즈 시트의 평탄부를 나타내는 부분 확대도이다.
도 10은, 도 8에 도시한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위해 사용되는 롤 형상의 주형의 축선을 통과하는 단면을 나타내는 개략 단면도이다.
도 11은, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형의 중간부를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 12는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 사용하여 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 13a는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 롤 형상의 주형의 면 형성 가공을 하는 공정을 나타낸다.
도 13b는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 롤 형상의 주형의 축선 방향의 일단부측으로부터 중심부를 향하여, 제1 환상홈 군을 형성하는 공정을 나타낸다.
도 13c는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 롤 형상의 주형의 축선 방향의 일단부측으로부터 중심부를 향하여, 제1 평탄 원통부 군을 형성하는 공정을 나타낸다.
도 13d는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 롤 형상의 주형의 축선 방향의 중심부로부터 타단부측을 향하여, 제2 평탄 원통부 군을 형성하는 공정을 나타낸다.
도 13e는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 롤 형상의 주형의 축선 방향의 중심부로부터 타단부측을 향하여, 제2 환상홈 군을 형성하는 공정을 나타낸다.
도 14의 (a) 내지 (c)는 종래의 롤 형상의 주형을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략도로서, 도 14의 (a)는, 롤 형상의 주형의 면 형성 가공을 하는 공정을 나타내고, 도 14의 (b)는, 롤 형상의 주형의 축선 방향의 일단부측부터 중심부를 향하여, 제1 환상홈 군을 형성하는 공정을 나타내고, 도 14의 (c)는, 롤 형상의 주형의 축선 방향의 중심부로부터 타단부측을 향하여, 제2 환상홈 군을 형성하는 공정을 나타낸다.
도 15는, 롤 형상의 주형의 중심부에 있어서, 환상홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.
도 16은, 롤 형상의 주형 제1 환상홈 군과 제2 환상홈 군의 경계 부근을 나타내는 개략적인 확대도이다.
도 17은, 도 14의 (a) 내지 (c)에 도시한 방법에 의해 제조된 롤 형상의 주형을 사용하여 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트를 나타내는 개략도이다.
도 18은, 투과형 스크린의 출광측 면에 발생하는 띠형 얼룩을 개략적으로 나타내는 도면이다.

<제1 실시 형태>

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본건 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이성의 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을, 실물의 그들로부터 변경하여 과장하고 있다. 도 1 내지 도 6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 설명하기 위한 도면이다. 이 중 도 1 및 도 2는, 각각, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 구비한 투과형 스크린을 나타내는 개략 사시도 및 개략 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 투과형 스크린(2)은, 광원(7)으로부터 투사된 영상광 L을 관찰측에 투영하여 표시하기 위한 것이다. 투과형 스크린(2)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 광원(7)의 투사면(8)으로부터 투사된 영상광 L을 관찰측으로 대략 평행광이 되도록 편향시키는 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 관찰측에 배치되고, 영상광 L을 확산시켜서 넓은 범위의 관찰자를 향해 영상광 L을 출사시키는 확산 시트(4)를 구비하고 있다. 확산 시트(4)의 출광측 면이, 관찰자를 향해 영상광 L을 출사하는 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)을 이루고 있다. 이러한 투과형 스크린(2)은 투과형 표시 장치(1)에 내장하여 사용할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 투과형 표시 장치(1)는, 투과형 스크린(2)과, 투과형 스크린(2)의 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)를 향해 영상광 L을 투사하는 투사면(8)을 갖는 광원(7: 영상 광원)을 구비하고 있다. 이 중, 광원(7)은 LCD나 DLP 등의 영상원, 영상원에 광을 조사하는 램프, 영상원을 통해 출사되는 영상광을 확대 투사하기 위한 투사 렌즈 등을 갖고 있다.

이와 같은 투과형 표시 장치(1)에 있어서, 광원(7)의 투사면(8)으로부터 투사된 영상광 L은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 렌즈층(10)의 법선 방향 nd에 대하여 소정의 투사 각도를 이루는 방향에서 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 각 위치에 입사하도록 되어 있다. 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사하는 광의 진행 방향이 법선 방향 nd에 대하여 이루는 각도인 투사 각도는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로의 입사 위치에 따라서 변화한다. 그리고, 광원(7)으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 각 위치에 입사하는 광의 투사 각도는, 광원(7)과 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 상대 위치 관계, 예를 들어 이격 거리를 적절하게 선정함으로써 조정할 수 있다.

본 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)에서는, 장치 전체를 조밀하게 구성하기 위해서, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와 광원(7) 사이의 거리 v를 짧게 설정하고 있다. 이로 인해, 광원(7)으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 각 위치에 입사하는 광의 진행 방향이 법선 방향 nd에 대하여 이루는 투사 각도의 최댓값은, 종래보다도 현저히 큰 예를 들어 40°내지 60°정도로 설정되어 있다. 일례로서, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와 광원(7) 사이의 거리 v는, 후술하는 제1 방향 d1에 있어서의 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 길이 u 이하로 설정하여도 된다. 바람직하게는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와 광원(7) 사이의 거리 v는, 제1 방향 d1에 있어서의 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 길이 u의 65％ 이하로 설정된다.

다음으로, 투과형 스크린(2)에 대하여 상세히 설명한다. 전술한 바와 같이, 투과형 스크린(2)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와, 확산 시트(4)를 구비하고 있다. 우선, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 대하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 3은, 도 1에 도시한 투과형 표시 장치(1)의 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)를 확대하여 모식적으로 나타내는 확대도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)는, 확산 시트(4)측에 배치된 렌즈층(10)과, 광원(7)측에 배치된 확산층(20)과, 렌즈층(10)과 확산층(20) 사이에 배치된 기재(30)를 구비하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 렌즈층(10)은 확산 시트(4)측을 향하는 제1 면(11)과, 상기 제1 면(11)에 대향하여 광원(7)측을 향하는 제2 면(12)을 갖고 있다. 렌즈층(10)의 제1 면(11)에는, 소위 리니어 프레넬 렌즈를 구성하는 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 형성되어 있다. 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 렌즈면(14)을 갖고 있다. 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 복수의 렌즈면(14)의 조합에 의해, 입사광에 대하여 볼록 렌즈와 마찬가지의 렌즈 작용을 발휘하는 것이 기대되고 있다.

구체적으로는, 리니어 프레넬 렌즈부(13)는 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로의 법선 방향 nd에 관하여 서로 동일한 측으로 경사진 복수의 제1 렌즈면(14a)을 포함하는 제1 렌즈면 군(13a)과, 상기 법선 방향 nd에 대하여 제1 렌즈면(14a)과는 반대 측으로 경사진 복수의 제2 렌즈면(14b)을 포함하는 제2 렌즈면 군(13b)을 포함하고 있다. 제1 렌즈면 군(13a)은, 제2 렌즈면 군(13b)보다, 제1 방향 d1을 따라 일방 측에 배치되고, 반대로, 제2 렌즈면 군(13b)은 제1 렌즈면 군(13a)보다도, 제1 방향 d1을 따라 타방 측에 배치되어 있다. 이 복수의 제1 렌즈면(14a)과 복수의 제2 렌즈면(14b)에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 복수의 렌즈면(14)이 구성된다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「시트면(필름면, 판면)」이란, 대상이 시트 형상의 부재를 전체적이면서 대국적으로 본 경우에 있어서 대상으로 되는 시트 형상 부재의 평면 방향과 일치하는 면을 가리킨다. 본 실시 형태에서는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 시트면과, 렌즈층(10)의 시트면(10a)과, 확산층(20)의 시트면과, 기재(30)의 시트면은, 서로 평행하게 되어 있다. 이하의 설명에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 렌즈층(10)의 제2 면(12)을 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로서 도시한다.

또한, 본 명세서에 있어서 사용하는, 형상이나 기하학적 조건을 특정하는 용어, 예를 들어 「평행」이나 「직교」 등의 용어에 대해서는, 엄밀한 의미로 구속하지 않고, 육안으로의 판단에 있어서 구별 불가능할 정도로 마찬가지의 광학적 기능을 기대할 수 있는 범위 내의 오차를 포함하여 해석하기로 한다.

복수의 렌즈면(14)은, 렌즈층(10)의 시트면(10a) 내를 연장하는 제1 방향 d1을 따라 배열되어 있다. 즉, 복수의 제1 렌즈면(14a) 및 복수의 제2 렌즈면(14b)은 각각, 제1 방향 d1을 따라 배열되어 있다. 그리고, 각 렌즈면(14)은, 제1 방향 d1에 교차하는 방향, 보다 상세하게는, 제1 방향 d1에 직교하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있다.

렌즈면(14)이 렌즈층(10)의 시트면(10a)에 대하여 이루는 각도인 렌즈각 α는, 제1 방향 d1을 따라 점차 변화해 간다. 본 실시 형태에서는, 제1 방향 d1의 중심측으로부터 외측으로 감에 따라서, 렌즈면(14)의 렌즈각 α는, 순서대로 커진다.

이 제1 렌즈면 군(13a)과 제2 렌즈면 군(13b) 사이 또는 경계가 되는 위치에, 광학 중심 O가 위치하고 있다. 여기에서 의미하는 광학 중심 O는, 리니어 프레넬 렌즈부(13)를 구성하는 복수의 렌즈면(14)의 조합에 의해, 입사광에 대하여 렌즈 작용을 미치는, 광학적인 중심을 의미한다. 전형적인 리니어 프레넬 렌즈에서는, 광학 중심 O는, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 광축 Ax 위에 위치한다. 도시한 예에서는, 광학 중심 0는 제1 방향 d1을 따라서 가장 제2 렌즈면 군(13b)에 근접하여 배치된 제1 렌즈면(14a)과, 제1 방향 d1을 따라서 가장 제1 렌즈면 군(13a)에 근접하여 배치된 제2 렌즈면(14b)의 경계 위에 위치하고 있다.

또한, 인접하는 2개의 렌즈면(14)의 사이에는, 라이즈면(15)이 설치되어 있다. 이 라이즈면(15)의 길이는, 인접하는 렌즈면(14)의 피치 P와 렌즈면(14)의 렌즈각 α에 의해 대략 결정된다. 전술한 바와 같이, 제1 방향 d1의 중심측으로부터 외측으로 감에 따라서, 렌즈면(14)의 렌즈각 α가 순서대로 커진다. 따라서, 복수의 라이즈면(15) 중, 제1 방향 d1의 더 외측에 배열된 라이즈면(15)이, 법선 방향 nd를 따른 길이가 길게 되어 있다. 또한, 이 라이즈면(15)은, 광의 렌즈 작용을 기대하지 않는 면이다.

또한, 각 렌즈면(14)과 라이즈면(15) 사이에는, 법선 방향 nd 외측으로 돌출된 정상부(16)가 배치된다. 도 4에, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 정상부(16)를 확대하여 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 정상부(16)는, 완만하게 곡률이 연속적으로 변화해 가는 만곡면, 혹은 시트면(10a)에 대략 평행한 평탄면으로서 형성되어 있다. 이 정상부(16)는, 광원(7)으로부터의 영상광 L에 대한 렌즈 작용을 기대하지 않는 영역에 형성되어 있다. 구체적으로 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 광원(7)으로부터의 각 영상광 L은, 소정의 투사 각도로 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사하여 렌즈면(14)에 도달한다. 이 중, 하나의 정상부(16)를 이루는 라이즈면(15)의, 정상부(16)로부터 가장 이격된 단부를 통과하는 광이, 상기 정상부(16)를 이루는 렌즈면(14)에 입사하는 위치를 M이라 하면, 위치 M과 라이즈면(15) 사이가 되는 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 영역에는, 광원(7)으로부터의 영상광 L이 입사하는 것이 예정되어 있지 않다. 따라서, 이 영역 내에 정상부(16)를 배치함으로써, 정상부(16)를 형성함으로써 표시되는 영상이 희미해져 버리는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 도시된 예에 있어서, 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 광원(7)으로부터 확대 투사되는 영상광 L의 진행 방향을, 굴절에 의해, 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로의 법선 방향 nd와 평행한 방향으로 편향되는 것을 의미하고 있다. 또한, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 중심을 광축 Ax가 가로지르도록 되어 있다. 이로 인해, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 중심이 되는 위치에 있는 렌즈면(14)이 렌즈각 α가 가장 작아지는 각도를 이루고 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)에서는, 광원(7)과 리니어 프레넬 렌즈 시트(3) 사이의 거리를 짧게 설정하고, 광원(7)으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 각 위치에 입사하는 광의 투사 각도의 최댓값은, 종래보다도 현저히 큰 40°내지 60°정도로 설정되어 있다. 이 경우, 특정한 방향에서 보았을 때, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에, 제1 방향 d1에 직교하는 방향으로 연장되는 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩이 발생하기 쉬워진다.

본건 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에 띠형 얼룩이 발생하는 요인의 하나로서, 이하의 것을 들 수 있다는 사실을 알아내었다. 단, 띠형 얼룩이 발생하는 요인은, 이하의 설명으로 한정되는 것은 아니다. 광원(7)으로부터 투사된 영상광 L은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 렌즈층(10)으로의 법선 방향 nd에 대하여 소정의 투사 각도를 이루는 방향으로 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사하고, 각 렌즈면(14)을 향한다. 각 렌즈면(14)에 입사하는 광의 진행 방향이 렌즈면(14)의 법선 방향 N에 대하여 이루는 각도인 입사 각도는, 입사하는 렌즈면(14)의 위치에 따라서 변화한다. 도시한 예에서는, 각 렌즈면(14)으로의 입사 각도는, 입사하는 렌즈면(14)이 광원(7)의 투사면(8)으로부터 이격됨에 따라서 커진다.

렌즈면(14)으로의 입사 각도가 커지면, 상기 렌즈면(14)에 있어서의 반사율도 커진다. 이로 인해, 렌즈면(14)으로의 입사 각도가 비교적 큰 광은, 상기 렌즈면(14)을 투과하는 비율이 낮아진다. 전술한 바와 같이, 각 렌즈면(14)으로의 입사 각도는, 입사하는 렌즈면(14)이 광원으로부터 이격됨에 따라서 커지기 때문에, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의, 광원으로부터 크게 이격된 영역(13s)(도 2 참조)에 위치하는 렌즈면(14)으로부터, 상기 렌즈면(14)에 대면하는 확산 시트(4)의 영역에 도달하는 광의 광량은 낮아진다. 이 결과, 특정한 방향에서 투과형 스크린(2)을 관찰한 경우에, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에, 광량 차가 발생할 수 있는 영역(2s)을 형성하고 있다고 생각된다.

한편, 렌즈면(14)에 입사하는 광 중, 상기 렌즈면(14)을 투과할 수 없는 광은, 상기 렌즈면(14)에서 반사하여 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부를 진행한다. 그리고, 이 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부를 진행하는 광의 일부는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원측의 표면에서 다시 반사하여, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 간다. 본건 발명자들이 조사한 결과, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향하는 광은, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 광원으로부터 크게 이격된 영역(13s) 내의 특정한 영역에 집중적으로 도달하는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이 특정한 영역에 위치하는 렌즈면(14) 또는 라이즈면(15)을 투과한 광은, 확산 시트(4)에 있어서 확산되어, 특정한 방향에서 투과형 스크린(2)을 관찰한 경우에, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)의 광량 차가 발생할 수 있는 영역(2s) 내에, 밝게 시인될 수 있는 부분을 형성하고 있다고 생각된다. 이와 같이 하여, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에, 제1 방향 d1에 직교하는 방향으로 연장되는 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩을 형성하고 있다고 생각된다.

또한, 본건 발명자들은, 투과형 스크린(2)의 출광측 면에 띠형 얼룩이 발생할 때의, 렌즈면(14)에 입사하는 광의 입사 각도에 대하여 조사하였다. 렌즈면(14)에 입사하는 광의 입사 각도는, 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에서 가장 커진다. 이로 인해, 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에 입사하는 광의 입사 각도에 착안하여 조사를 행하였다. 또한, 여기서 착안하는 광은, 렌즈면(14)으로의 법선 방향에 대하여 제1 방향 d1 외측으로부터 렌즈면(14)에 입사하고 제1 방향 d1 내측을 향해 출사하는 광이다. 도 5에, 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에 입사하는 영상광 L을 확대하여 나타낸다.

도 5에 도시한 바와 같이, 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에 있어서의 전반사 임계 각도를 θL로 하고, 이 렌즈면(14)에 입사하는 광의 진행 방향이 렌즈면(14)의 법선 방향 N에 대하여 이루는 각도를 θ1로 한다. 이때, 이하의 수학식 1을 충족한 경우에, 투과형 스크린(2)의 출광측 면에 띠형 얼룩이 발생할 수 있다는 사실을 알아내었다.

<수학식 1>

θL°-θ1°≤10°

전술한 바와 같이, 렌즈면(14)으로의 입사 각도가 커지면, 상기 렌즈면(14)에 있어서 반사하는 광의 비율도 커진다. 렌즈면(14)으로의 입사 각도가 전반사 임계 각도 θL에 도달하면, 상기 렌즈면(14)에 있어서 광이 전반사한다. 즉, 렌즈면(14)으로의 입사 각도가 전반사 임계 각도 θL에 근접함에 따라서, 상기 렌즈면(14)에 있어서 반사하는 광의 비율도 커진다. 수학식 1의 관계를 충족한 경우, 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)으로의 입사 각도 θ1이 전반사 임계 각도 θL에 근접하게 되기 때문에, 상기 렌즈면(14)에서 반사하는 광의 비율이 높아짐과 함께, 상기 렌즈면(14)을 투과하는 광의 비율이 낮아진다. 상기와 같이, 렌즈면(14)을 투과하는 광의 비율이 낮아지면, 상기 렌즈면(14)에 대면하는 확산 시트(4)에 도달하는 광의 광량이 저하된다. 이 결과, 특정한 방향에서 투과형 스크린(2)을 관찰한 경우에, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에, 광량 차가 발생할 수 있는 영역(2s)을 형성한다고 생각된다. 한편, 렌즈면(14)에서 반사하는 광의 비율이 높아지면, 렌즈면(14)에서 반사한 광의 일부가, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원측의 표면(3a)에서 다시 반사하여, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 일부 영역에 집중적으로 도달된다. 그리고, 이 일부의 영역에 위치하는 렌즈면(14) 또는 라이즈면(15)을 투과한 광이 확산 시트(4)에 있어서 확산되어, 특정한 방향으로부터 투과형 스크린(2)을 관찰한 경우에, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)의 광량 차가 발생할 수 있는 영역(2s) 내에, 밝게 시인될 수 있는 부분을 형성한다고 생각된다. 이와 같이 하여, 수학식 1의 관계를 충족한 경우, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에, 띠형 얼룩이 발생하는 것이라 생각된다.

여기서, 전반사 임계 각도 θL은, 렌즈층(10)의 굴절률 n을 이용하여, 이하의 수학식 2로 표현할 수 있다.

<수학식 2>

θL=arcsin(1/n)

또한, 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)의 법선 방향 N은, 상기 렌즈면(14)의 렌즈각 α1만큼 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로의 법선 방향 nd에 대하여 경사져 있으며, 상기 렌즈면(14)에 입사하는 광 L1은, 렌즈면(14)으로의 법선 방향 N에 대하여 θ1°만큼 경사져 있다. 따라서, 광 L1은, 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로의 법선 방향 nd에 대하여 (α1-θ1)°경사져 있다. 이 광 L1이, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원(7)측을 향하는 표면(3a)에 입사하였을 때의, 렌즈층(10)으로의 법선 방향 nd에 대하여 이루는 각도인 투사 각도를 θ2°로 하면, 스넬의 법칙을 이용하여, 이하의 수학식 3이 성립된다.

<수학식 3>

sinθ2 =n×sin(α1-θ1)

수학식 3을 θ1에 대하여 풀면,

<수학식 4>

θ1=α1-arcsin(1/n×sinθ2)

또한, 상기 광 L1은, 투사면(8)의 중앙으로부터, 상기 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)의 중앙에 입사한 것이라고 간주할 수 있다. 이 광 L1이 리니어 프레넬 렌즈 시트(3) 내를 진행한 거리는, 상기 광 L1이 광원(7)으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 표면(3a)에 도달할 때까지 진행한 거리에 비하여 충분히 짧아 무시할 수 있다. 이 경우, 광원(7)의 투사면(8)으로부터 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)의 중앙과 광원(7)의 투사면(8)의 중앙을 연결하는 가상 직선 L0을, 렌즈층(10)의 시트면(10a)의 법선 방향 nd에 대하여 이루는 각도를 θi°라 하면,

<수학식 5>

θ2=θi

가 성립된다.

수학식 1에, 수학식 2, 수학식 4 및 수학식 5를 대입하면, 이하의 수학식 6이 얻어진다.

<수학식 6>

-α1+arcsin(1/n)+arcsin(1/n×sinθi)≤10°

상기와 같이, 수학식 6은, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에, 띠형 얼룩이 발생할 수 있는 조건을 나타내고 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)에 발생할 수 있는 띠형 얼룩을 눈에 띄지 않게 하기 위해서, 렌즈층(10)의 제2 면(12)측에, 확산층(20)이 적층되어 있다. 도 6에, 광원(7)으로부터의 영상광 L이 확산층(20)에서 확산되는 모양을 나타낸다. 도 6에 도시한 바와 같이, 광원(7)으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사한 각 영상광 L은, 확산층(20)에서 확산된다. 확산층(20)에서 확산된 영상광 L은, 렌즈층(10)으로의 법선 방향 nd에 대하여 이루는 각도가 작아지도록 렌즈면(14)에서 편향되고, 확산 시트(4)에 있어서 여러 방향을 향하도록 확산된다.

여기서, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사하는 각 영상광 L이, 확산층(20)에서 확산되어 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 넓은 범위로 입사해버리면, 각 영상광 L에 의해 형성되는 화소의 윤곽이 희미해져 버려, 화질이 저하될 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 렌즈층(10)의 리니어 프레넬 렌즈부(13)와, 확산층(20)의 렌즈층(10)과는 반대측 면(20a) 사이의 최대 거리를, 1.0㎜ 이하로 설정하고 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사하는 각 영상광 L이, 확산층(20)에서 확산되어도 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 한정된 범위로 주로 입사될 수 있다. 즉, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로 입사한 광이, 확산층(20)에서 확산되어도, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로의 입사 위치로부터, 렌즈층(10)의 시트면(10a)을 따라 크게 어긋난 위치에 배치된 렌즈면(14)으로 입사하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 각 영상광 L에 의해 형성되는 화소의 윤곽이 희미해져 버리는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이 결과, 영상광 L에 의해 표시되는 영상의 화질 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 이 렌즈층(10)의 리니어 프레넬 렌즈부(13)와, 확산층(20)의 렌즈층(10)과는 반대측 면(20a) 사이의 거리는, 기재(30)의 두께나 확산층(20)의 메인부(21)의 두께 등을 적절히 설정함으로써, 조절 가능하다.

본 실시 형태에 있어서, 확산층(20)의 렌즈층(10)과는 반대측 면(20a), 즉 확산층(20)의 광원(7)측을 향하는 면(20a)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원(7)측의 표면(3a)을 구획 형성하고 있다. 이로 인해, 확산층(20)의 광원(7)측을 향하는 면(20a)은, 주위의 공기와 굴절률 차를 갖는 계면을 형성한다. 이 계면에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 리니어 프레넬 렌즈부(13)에서 반사되어 확산층(20)측으로 되돌아온 광을, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 높은 반사율로 반사할 수 있다. 이 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 되돌아온 광은, 확산층(20)측을 향할 때와, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향할 때의 양쪽에 있어서, 확산층(20) 내에서 확산된다. 즉, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 렌즈면(14)에서 반사하여 상기 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 되돌아온 광은, 렌즈면(14)에서 반사되지 않고 상기 렌즈면(14)을 투과한 광에 비하여, 강하게 확산된다. 그리고, 확산층(20) 내에서 강하게 확산된 광은, 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 넓은 범위에 도달되고, 특정한 렌즈면(14)에 집중적으로 도달되는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 특정한 방향에서 투과형 스크린(2)을 관찰한 경우에도, 투과형 스크린(2)의 출광측 면에 발생할 수 있는 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩을 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 즉, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3) 내에서 내부 반사하는 광을 확산시키면서 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 도달시킴으로써, 띠형 얼룩을 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

구체적으로는, 본 실시 형태의 확산층(20)은, 메인부(21)와, 메인부(21)로 분산된 광을 확산시키는 확산 성분(22)을 포함하고 있다. 여기에서 의미하는 확산 성분(22)이란, 광 확산층(20) 내를 진행하는 광에 대하여, 반사나 굴절 등에 의해 상기 광의 진로 방향을 변화시키는 작용을 미칠 수 있는 성분을 말한다. 이러한 화산 성분(22)의 광 확산 기능(광 산란 기능)은, 예를 들어 광 확산층(20)의 메인부(21)를 이루는 재료와는 다른 굴절률을 갖는 재료로 확산 성분(22)을 구성함으로써, 혹은, 광에 대하여 반사 작용을 미칠 수 있는 재료로 확산 성분(22)을 구성함으로써, 부여될 수 있다. 메인부(21)를 이루는 재료와는 다른 굴절률을 갖는 확산 성분(22)으로서, 수지 비즈, 글래스 비즈, 금속 화합물, 기체를 함유한 다공질 물질, 나아가 단순한 기포가 예시된다.

이와 같이 메인부(21) 중에 분산된 확산 성분(22)에 기인하여, 확산층(20)은 광을 확산시키는 확산 기능을 발현할 수 있다. 확산 성분(22)에 기인한 확산층(20)의 확산 기능의 정도는, 메인부(21)를 이루는 수지 재료, 메인부(21)의 두께, 확산 성분(22)의 구성, 확산 성분(22)의 농도 등을 적절히 설정함으로써, 극히 넓은 범위 내에서 조절 가능하다. 여기서, 본건 발명자는, 확산층(20)의 확산 기능의 정도를 다양한 정도로 조정하고, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부에 있어서의 확산층(20)의 내부 확산도로서 나타내었다. 여기에서 의미하는, 「리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부에 있어서의 확산층(20)의 내부 확산도」는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부에 내장된 상태에 있어서의 확산층(20)에 의한 광의 확산 정도를 나타낸 것이다. 보다 구체적으로는, 확산층(20)의 내부에 있어서의 광의 확산과, 확산층(20)과 확산층(20)의 입광측에 인접하는 층과의 계면에 있어서의 광의 확산과, 확산층(20)과 확산층(20)의 출광측에 인접하는 층과의 계면에 있어서의 광의 확산을 고려한, 확산층(20)에 의한 광의 확산 정도를 나타내고 있다. 확산의 정도를 나타내는 지표로서는, JIS-K7361-1에 준거하여 측정되는 헤이즈값을 사용하고 있다. 즉, 확산층(20)의 내부에 있어서의 광의 확산과, 확산층(20)과 확산층(20)의 입광측에 인접하는 층과의 계면에 있어서의 광의 확산과, 확산층(20)과 확산층(20)의 출광측에 인접하는 층과의 계면에 있어서의 광의 확산의 총합의 정도를, JIS-K7361-1에 준거하여 측정되는 헤이즈값을 이용하여 나타낸 것이다.

계속해서, 도시된 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 확산층(20)의 내부 확산도를 측정하는 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 있어서는, 렌즈층(10)의 렌즈면(14)도, 광의 진행 방향을 변화시키는 기능을 갖고 있다. 또한, 확산층(20)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 입광측(광원(7)측)의 표면을 이루고 있으며, 공기와의 사이에서 계면을 형성하고 있다. 이 경우, 렌즈층(10)의 렌즈면(14)에 의한 광의 확산을 무시할 수 있는 헤이즈값 측정용의 샘플을 제작하고, 이 샘플의 헤이즈값을 JIS-K7361-1에 준거하여 측정함으로써, 확산층(20)의 내부 확산도를 특정할 수 있다. 구체적으로는, 렌즈각 α가 작은 렌즈면(14)일수록, 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로의 법선 방향 nd를 따라서 진행하는 광의 진행 방향을 변화시키는 기능을 갖지 않는다. 따라서, 일례로서, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로부터, 렌즈각 α가 가장 작은 렌즈면(14)을 포함하는 영역을 채취하여, 헤이즈값 측정용 샘플로서 사용할 수 있다.

또는, 헤이즈값 측정용 샘플로서, 렌즈층(10)의 각 렌즈면(14)에 의해 형성된 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 출광측 표면 요철을, 렌즈층(10)을 이루는 재료와 동일한 굴절률을 갖는 재료에 의해 평탄화함(매립함)으로써 제작된 샘플을, 사용하여도 된다.

본건 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부에 있어서의 확산층(20)의 내부 확산도는, 70％ 이상인 것이 바람직하다는 사실을 알게 되었다. 이 경우, 투과형 스크린(2)의 출광측 면(2a)을 어느 쪽의 방향에서 관찰하여도, 상기 출광측 면(2a)에 발생할 수 있는 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩을 육안으로 확인할 수 없는 레벨까지 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

또한, 광 확산층(20)의 다른 형태로서, 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원(7)측의 표면(3a)에, 엠보스 가공 등에 의해 형성된 미세한 요철이어도 된다. 혹은, 또 다른 형태로서, 광 확산층(20)은 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원(7)측의 표면(3a)에, 부형된 미세한 렌즈 형상이어도 된다.

이와 같은 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)를 이루는 렌즈층(10)을 구성하는 수지 재료로서, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트계, 에폭시아크릴레이트계 등의 아크릴레이트계 수지가 바람직하게 사용된다. 일례로서, 렌즈층(10)을 구성하는 수지 재료의 굴절률은, 1.55 내지 1.65 정도로 조정된다. 한편, 기재(30)를 구성하는 재료로서, 예를 들어, PET 필름, 아크릴 수지 필름, 폴리카르보네이트 필름을 사용할 수 있다. 또한, 기재(30)는, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 부형 방법에 따라서 선택되는 것이며, 반드시 설치되지 않아도 된다.

다음으로, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와 함께 투과형 스크린(2)을 구성하는 확산 시트(4)에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 확산 시트(4)는 광 제어층(41), 접착층(44), 출광측 확산층(45), 기재(46) 및 하드 코팅층(47)을 입광측으로부터 출광측을 향해 이 순서로 포함하고 있다.

이 중, 가장 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 근접하여 배치된 광 제어층(41)은, 확산 시트(4)에 입사하는 외광을 흡수하여 화면의 콘트라스트를 높이는 기능을 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태의 광 제어층(41)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로부터의 영상광을 확산시켜서 상하 방향의 넓은 범위를 향해 영상광을 출사시키도록 되어 있다. 구체적인 구성으로서, 광 제어층(41)은, 수평 방향으로 연장되는 복수의 홈(42a)이 형성된 메인부(42)를 갖고 있다. 메인부(42)에 형성된 복수의 홈(42a)은, 상하 방향으로 나란히 배열되어 있다. 각 홈(42a)은, 광 제어층(41)의 두께 방향을 따라서 기재(46)로부터 이격됨에 따라서 끝이 가늘어진다. 메인부(42)의 각 홈(42a)에는, 수지재로 이루어지는 단위 광학 요소(43)가 충전되어 있다. 단위 광학 요소(43)는, 메인부(42)와의 사이에서 굴절률 차를 갖는 계면을 형성한다. 상기 계면에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로부터 확산 시트(4)의 광 제어층(41)에 입사한 영상광 L의 적어도 일부가 반사됨으로써, 하드 코팅층(47)으로 이루어지는 출광측 면(2a)으로부터 영상광 L을 확산하여 출사시키도록 되어 있다.

또한, 메인부(42)에 형성된 인접하는 홈(42a)의 사이에는, 광 투과 영역(42b)이 구획된다. 즉, 메인부(42)에서는, 홈(42a)과 광 투과 영역(42b)이 상하 방향을 따라서 교대로 병설된다. 광 투과 영역(42b)을 통과하는 광은, 홈(42a)에 입사하지 않고, 그대로 접착층(44)에 진입해 가는 광과, 홈(42a)에 입사하여 단위 광학 요소(43)와 메인부(42)의 계면에서 반사한 후에, 접착층(44)에 진입해 가는 광을 포함하고 있다. 이러한 광 제어층(41)에 의하면, 입사한 영상광 L을 단위 광학 요소(43)와 메인부(42)의 계면에서 반사시켜 확산시킬 수 있으므로, 상하 방향의 넓은 범위로 영상광 L을 출사할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 단위 광학 요소(43)는, 광 흡수성 입자를 포함하고 있다. 이에 의해, 투과형 스크린(2)에 입사하는 외광을 효과적으로 흡수할 수 있다. 이로 인해, 투과형 스크린(2)에 표시되는 영상의 콘트라스트를 향상할 수 있다.

또한, 광 제어층(41)의 형태는, 이러한 예에 한정되지 않고, 확산 시트(4)에 입사하는 외광을 흡수하여 화면의 콘트라스트를 높이는 기능을 갖는 층이면 널리 적용 가능하다. 예를 들어, 광 제어층(41)은, 복수의 렌티큘러 렌즈를 소정의 방향으로 나란히 배열시킨 형태이어도 된다. 이 경우, 예를 들어 각각이 수평 방향으로 연장되는 복수의 렌티큘러 렌즈를, 상하 방향으로 나란히 배열하여도 된다. 이에 의해, 확산 시트(4)에 입사하는 외광을 흡수하여 화면의 콘트라스트를 높이는 것 외에, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로부터의 영상광을 상하 방향의 넓은 범위를 향하여, 확산시켜 출사시킬 수도 있다. 혹은, 수평 방향의 시야각을 중시하는 경우에는, 각각이 상하 방향으로 연장되는 복수의 렌티큘러 렌즈를, 수평 방향으로 나란히 배열하여도 된다. 이에 의해, 확산 시트(4)에 입사하는 외광을 흡수하여 화면의 콘트라스트를 높이는 것 외에, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로부터의 영상광을 수평 방향의 넓은 범위를 향하여, 확산시켜서 출사할 수 있다.

한편, 접착층(44)은, 광 제어층(41)과 출광측 확산층(45)에 인접하여 배치되고, 광 제어층(41)과 출광측 확산층(45)을 접합하고 있다. 출광측 확산층(45)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)로부터의 영상광 L을 확산시켜서 넓은 범위의 관찰자를 향하여 영상광 L을 출사시키기 위해 설치되어 있다. 또한, 하드 코팅층(47)은, 영상광 L에 의한 영상이 표시되는 확산 시트(4)의 표시면을 보호하기 위해 설치되어 있다. 이들 확산 시트(4)를 이루는 각 구성 요소는, 투과형 스크린(2)에 있어서 그 자체 기지의 것을 이용할 수 있기 때문에, 여기서는 이 이상의 상세한 설명을 생략한다.

다음으로, 이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 실시 형태의 작용에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 광원(7)으로부터 출사된 영상광 L은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 확산층(20)에 입사한다. 확산층(20)에 입사한 영상광 L은, 확산층(20) 내에서 확산되어 리니어 프레넬 렌즈부(13)를 향해 간다. 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 도달한 영상광 L은, 각 렌즈면(14)에 있어서, 렌즈층(10)의 시트면(10a)으로의 법선 방향 nd와 대략 평행하게 되도록 편향된다. 본 실시 형태에서는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와 광원(7) 사이의 거리를 짧게 설정하고 있기 때문에, 제1 방향 d1을 따라 광원(7)으로부터 크게 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)으로 입사하는 광의 입사 각도는 커진다. 이로 인해, 광원(7)으로부터 크게 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에 있어서의 반사율도 크고, 상기 렌즈면(14)에서 어느 정도의 광이 반사한다.

렌즈면(14)에서 반사하여 상기 렌즈면(14)을 투과할 수 없는 광은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부를 진행한다. 그리고, 이 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 내부를 진행하는 광의 일부는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원측의 면(3a)에서 다시 반사하여, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측으로 되돌아온다. 이 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 되돌아오는 광은, 확산층(20)측을 향할 때와, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향할 때의 양쪽에 있어서, 확산층(20) 내에서 확산된다. 이로 인해, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 되돌아오는 광은, 확산층(20) 내에서 강하게 확산되어서, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의, 광원(7)으로부터 크게 이격된 영역(13s)(도 2 참조) 내의 넓은 범위를 투과해 간다. 이에 의해, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의, 광원(7)으로부터 크게 이격된 영역(13s)으로부터, 상기 영역(13s)에 대면하는 확산 시트(4)를 향하여, 유효하게 광을 출사할 수 있다.

렌즈면(14)을 투과한 영상광 L은, 확산 시트(4)에 입사한다. 확산 시트(4)에 입사한 영상광 L은, 상기 확산 시트(4)에 있어서 확산되어 출사해 간다. 특히, 렌즈층(10)으로의 법선 방향 nd와 대략 평행하게 되도록 편향된 영상광 L은, 확산 시트(4)에 있어서 여러 방향을 향하도록 유효하게 확산된다. 이에 의해, 넓은 범위의 관찰자를 향해 영상광 L을 출사할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 형성된 제1 면(11)과, 상기 제1 면(11)에 대향하는 제2 면(12)을 갖는 렌즈층(10)과, 렌즈층(10)의 제2 면(12)측에 적층된 확산층(20)을 구비하고 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 광원(7)으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사한 각 영상광 L은, 확산층(20) 내에서 확산되어 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 도달한다. 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 도달한 영상광 L 중, 렌즈면(14)에서 반사하여 상기 렌즈면(14)을 투과할 수 없는 광의 일부는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 광원측의 면(3a)에서 다시 반사하여, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측으로 되돌아온다. 이 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 되돌아오는 광은, 확산층(20)측을 향할 때와, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향할 때의 양쪽에 있어서, 확산층(20) 내에서 확산된다. 이로 인해, 리니어 프레넬 렌즈부(13)측을 향해 다시 되돌아오는 광은, 확산층(20) 내에서 강하게 확산되어서, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 넓은 범위에 도달하고, 특정한 렌즈면(14)에 집중적으로 도달하는 것을 방지된다. 이 결과, 특정한 방향에서 투과형 스크린(2)을 관찰한 경우에도, 투과형 스크린(2)의 출광측 면에 발생할 수 있는 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩을 눈에 띄게 하지 않을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면,

<수학식 6>

-α1+arcsin(1/n)+arcsin(1/n×sinθi)≤10°

의 관계를 충족하고 있다. 수학식 6의 관계를 충족한 경우, 광원(7)과 리니어 프레넬 렌즈 시트(3) 사이의 거리 v가 짧아지기 때문에, 투과형 표시 장치(1)를 조밀하게 구성할 수 있다. 또한, 수학식 6의 관계를 충족한 경우, 광원(7)의 투사면(8)으로부터의 광을 직접 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 입사하는 것을 상정하고 있으며, 미러 등의 편향 수단을 이용하는 것을 상정하지 않는다. 이로 인해, 투과형 표시 장치(1)를 간이한 기구에 의해 저렴하게 실현할 수 있다.

그런데, 투과형 스크린(2)의 수송 중에 발생하는 진동에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 정상부(16)가 확산 시트(4)에 접촉할 우려가 있다. 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 정상부(16)가 확산 시트(4)에 접촉하면, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 정상부(16)가 확산 시트(4)에 압박되어 찌부러지거나, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 정상부(16)가 확산 시트(4)의 표면에 흠집을 낼 우려가 있다. 본 실시 형태에 의하면, 정상부(16)는 완만하게 곡률이 연속적으로 변화해 가는 만곡면, 혹은 시트면(10a)에 대략 평행한 평탄면으로서 형성되어 있다. 이로 인해, 프레넬 스크린(3)의 정상부(16)가 확산 시트(4)에 압박되어도 찌부러지기 어렵게 할 수 있고, 또한, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 정상부(16)가 확산 시트(4)의 표면에 흠집을 낼 우려도 저감할 수 있다. 또한, 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 정상부(16)를 평탄면 또는 만곡면으로서 형성하여도, 투과형 스크린(2)의 수송 시의 특별한 포장이나 조립 작업 시의 특별한 취급을 필요로 하지 않아, 수송 비용이나 조립 비용이 많이 드는 일도 없다.

(제1 실시 형태에 따른 실시예)

이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이 실시예 1에 한정되는 것은 아니다. 이하에 설명하는 바와 같이 하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제작하고, 리니어 프레넬 렌즈 시트가 내장된 투과형 스크린에, 띠형 얼룩이 발생하는지에 대하여 평가하였다.

〔실시예 1〕

실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3은, 도 3에 도시한 리니어 프레넬 렌즈 시트에 대응하고 있다.

기재 필름과, 리니어 프레넬 렌즈부를 부형하기 위한 롤 형상의 주형의 사이에, 자외선 경화성 수지를 공급한 후, 상기 자외선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 기재 필름과 렌즈층으로 이루어지는 중간 적층체를 작성하였다. 이 기재 필름으로서, 두께가 0.188㎜로 이루어지는 PET 수지를 사용하였다. 또한, 렌즈층을 이루는 자외선 경화성 수지로서, 굴절률이 1.55의 것을 사용하였다.

다음으로, 이 중간 적층체에 확산층을 접합시켰다. 이 확산층으로서, 광원측을 향하는 면에, 엠보스 가공에 의해 형성된 미세한 요철을 포함하는 것을 이용하였다. 이 확산층의 두께는, 0.010-0.020㎜로 하였다.

〔실시예 2, 실시예 3〕

실시예 2 및 실시예 3에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 실시예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트와, 확산층의 확산 기능의 정도가 상이하며, 그 밖의 점에서는 실시예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트와 동일하게 하였다.

구체적으로는, 실시예 2 및 실시예 3에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트에 있어서, 확산층의 확산 기능의 정도는, 주로 엠보스 가공에 의해 형성된 미세한 요철의 크기나 밀도를 조정함으로써, 실시예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트의 확산층보다도 높아지도록 조정되었다.

또한, 실시예 2, 3에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트로 사용한 렌즈층 및 기재는, 실시예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트로 사용한 렌즈층 및 기재와 마찬가지로 하였다. 즉, 실시예 1 내지 3의 사이에, 렌즈층(10) 및 기재(30)로 이루어지는 중간 적층체를 서로 동일한 것을 사용하였다.

〔비교예 1〕

비교예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 실시예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트에 대하여, 확산층을 형성하지 않은 형태에 대응하고 있다. 즉, 비교예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 기재에 자외선 경화성 수지로 이루어지는 렌즈층을 부형한 것이다. 비교예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트로 사용한 렌즈층 및 기재는, 실시예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트의 렌즈층 및 기재와 마찬가지로 하였다. 즉, 비교예 1에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 실시예 1 내지 3에서 사용한 중간 적층체로 하였다.

(확산층의 내부 확산도의 측정)

이상의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 대하여, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 내부에 있어서의 확산층의 내부 확산도를 측정하였다. 구체적으로는, 각 리니어 프레넬 렌즈 시트로부터, 렌즈각이 가장 작은 렌즈면, 구체적으로는 렌즈각을 거의 0°로 간주할 수 있는 렌즈면을 포함하는 영역을 채취하고, 헤이즈값 측정용 샘플로서 사용하였다. 그리고, 이 헤이즈값 측정용 샘플을 JIS-K7361-1에 준거하여 계측하였다. 이 측정 결과를 후술하는 표 1의 내부 확산도의 란에 나타내었다.

〔띠형 얼룩의 발생에 대한 평가 방법 및 평가 결과〕

도 1에 도시한 투과형 스크린과 광원을 포함하는 투과형 표시 장치를 제작하였다. 투과형 스크린의 리니어 프레넬 렌즈 시트로서, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 각각 이용하였다. 투과형 표시 장치를 구성하는 리니어 프레넬 렌즈 시트 이외의 구성 요소는, 시판 중인 투과형 표시 장치에 내장되어 있는 구성 요소(장비)를 사용하였다.

투과형 스크린에 대하여, 광원으로부터 다양한 투사 각도로 영상광을 투사하고, 투과형 스크린의 출광측 면에 띠형 얼룩이 시인되는지 여부를 확인하였다. 구체적으로는, 광원의 투사면과 리니어 프레넬 렌즈 시트의 상대 위치를, 4가지로 변화시키고, 각각의 배치에 있어서 도 5에 도시한 각도 θi를 측정하였다. 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 이용했을 때의 띠형 얼룩의 확인 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 수학식 6의 좌변의 값을 산출한 결과를, 표 1의 「수학식 6」의 란에 나타내었다. 또한, 수학식 6에 있어서, 광이 입사한 렌즈면 중, 투사면에서 가장 이격된 위치에 있는 렌즈면의 렌즈각을 α1로 하였다. 또한, 표 1에 있어서, 각 투사 각도로 영상광을 투사했을 때, 어느 쪽인가의 방향에서 육안으로 투과형 스크린의 출광측 면을 관찰했을 때, 띠형 얼룩이 눈에 띈 리니어 프레넬 렌즈 시트에 대하여 ×를 표시하고, 띠형 얼룩이 시인되지 않은 샘플에 대하여 ◎를 표시하였다. 또한, 각 투사 각도로 영상광을 투사했을 때, 어느 쪽인가의 방향에서 육안으로 투과형 스크린의 출광측 면을 주의 깊게 관찰하였을 때, 띠형 얼룩을 발견할 수 있었지만, 상기 띠형 얼룩이 표시 장치의 통상 사용에 있어서 문제가 될 정도는 아닌 샘플에 대하여 ○를 표시하였다.

표 1의 비교예 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 영상광의 투사 각도가 커짐에 따라서, 특정한 방향에서 보았을 때, 투과형 스크린의 출광측 면에, 명암의 줄무늬로 이루어지는 띠형 얼룩이 발생하기 쉬워졌다. 표 1에 나타낸 예에서는, 수학식 6의 좌변의 값이 19.6°이상일 때 띠형 얼룩은 발생하지 않고, 수학식 6의 좌변의 값이 8.7°이하일 때 띠형 얼룩이 발생하였다.

실시예 1 내지 3에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트는, 어느 쪽의 방향에서 육안으로 투과형 스크린의 출광측 면을 관찰하여도, 띠형 얼룩이 눈에 띄지 않았다. 특히, 실시예 2 및 3에 따른 리니어 프레넬 렌즈 시트에서는, 어느 쪽의 방향에서 육안으로 투과형 스크린의 출광측 면을 관찰하여도, 띠형 얼룩을 발견할 수 없었다. 즉, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 내부에 있어서의 확산층의 내부 확산도를 70％ 이상으로 조정한 경우, 투과형 스크린의 출광측 면에 띠형 얼룩이 육안으로 관찰되는 것을 방지할 수 있었다

<제2 실시 형태>

다음으로, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 투과형 표시 장치를 나타내는 개략 평면도이다. 도 7을 참조하여 설명하는 제2 실시 형태는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)가 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)를 구비하는 점에서 제1 실시 형태와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 제2 실시 형태에 따른 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 면에서는, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대하여, 전술한 제1 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하기로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)는, 투과형 스크린(2)과, 투과형 스크린(2)의 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)를 향해 영상광 L을 투사하는 투사면(8)을 갖는 복수의 광원(7: 영상 광원)을 구비하고 있다.

각 광원(7)으로부터 투사되는 영상광 L의 투사 각도는, 후술하는 리니어 프레넬 렌즈부(13)와의 조합에 따라서 결정된다. 각 영상광 L에 의해 표시되는 화상은, 서로 동일하여도 되고, 서로 상이하여도 된다. 특히, 각 영상광 L에 의해 표시되는 화상이 서로 상이한 경우, 각 영상광 L에 의해 표시되는 화상을 조합함으로써, 전체적으로 하나의 영상을 표시하여도 된다.

다음으로, 투과형 스크린(2)에 대하여 상세히 설명한다. 전술한 바와 같이, 투과형 스크린(2)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와, 확산 시트(4)를 구비하고 있다. 이 중, 확산 시트(4)는, 전술한 제1 실시 형태와 대략 마찬가지이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)는, 확산 시트(4)측에 배치된 렌즈층(10)과, 광원(7)측에 배치된 확산층(20)과, 렌즈층(10)과 확산층(20) 사이에 배치된 기재(30)를 구비하고 있다. 렌즈층(10)의 제1 면(11)에는, 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 배치되어 있다. 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)는 대응하는 광원(7)으로부터의 영상광 L을 관찰측으로 대략 평행광이 되도록 편향시킨다. 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 광학 중심 0를 갖고 있다. 또한, 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 구성은, 전술한 제1 실시 형태와 대략 마찬가지이기 때문에, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

이 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 일체로 형성되어 있다. 즉, 후술하는 제조 방법으로부터 명백해진 바와 같이, 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)를 구성하는 부재끼리 이음매가 형성되어 있지 않다.

그런데, 본 실시 형태에서는, 광원(7)과 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 거리v에 비하여, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 제1 방향 d1에 있어서의 길이가 현저히 크다. 이 경우, 단일의 광원의 단일의 투사면으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트에 영상광 L을 직접 투사하면, 제1 방향 d1을 따라 광원으로부터 크게 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에 입사하는 영상광 L의 입사 각도가 상당히 커진다. 이로 인해, 상기 이격된 위치에 있는 렌즈면(14)에 있어서의 반사율이 커지고, 제1 방향 d1을 따라 광원으로부터 크게 이격된 영역에 있어서, 영상광 L에 의해 형성되는 화상이 어둡게 보여져 버린다. 즉, 단일의 광원이 단일의 투사면을 사용하는 일반적인 배면 투사형의 투과형 표시 장치(1)에서는, 광원(7)과 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)와의 거리 v를 짧게 하면, 투과형 스크린(2)의 제1 방향 d1에 있어서의 길이를 길게 확보할 수 없다. 또한, 영상광 L의 렌즈면(14)으로의 입사 각도가 커지면, 상기 입사 각도에 따라서 렌즈면(14)의 렌즈각 α도 커진다. 특히, 렌즈면(14)의 렌즈각 α가 70°를 초과하면, 상기 렌즈면(14)을 부형하기 위한 롤 형상의 주형을 양산성이 있는 조건으로 절삭하는 것이 곤란해진다. 따라서, 광원(7)과 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 거리 v에 비하여, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 제1 방향 d1에 있어서의 길이가 현저히 커지는 투과형 표시 장치에 있어서, 단일의 광원의 투사면으로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트에 영상광을 직접 투사하는 경우, 처음부터 광원으로부터 크게 이격된 위치에 있는 렌즈면을, 양산성이 있는 조건으로 부형할 수 없다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)를 제1 방향 d1을 따라 나란히 배치하고 있다. 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 배열에 대응하여, 복수의 광원(7)이 제1 방향 d1을 따라 나란히 배치되어 있다. 이러한 투과형 표시 장치(1)에 의하면, 단일의 광원의 투사면으로부터 단일의 리니어 프레넬 렌즈부를 갖거나 리니어 프레넬 렌즈 시트에 영상광이 투사되는 경우에 비하여, 각 광원(7)의 투사면(8)으로부터 투사되는 영상광 L의, 법선 방향 nd에 대하여 제1 방향 d1에 경사지는 최대 각도를 억제할 수 있다. 이에 의해, 각 렌즈면(14)에 있어서의 반사율을 낮게 억제할 수 있어, 이 결과, 영상광 L에 의해 형성되는 화상이 어둡게 보여져 버리는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 제1 방향 d1에 있어서의 길이 u는, 서로 동일하다. 무엇보다, 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 제1 방향 d1에 있어서의 길이 u는, 서로 상이해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 서로 동일하게 형성되어 있다. 즉, 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)는 동일한 크기를 갖고, 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 렌즈면(14)도, 동일한 배열로 되어 있다. 무엇보다, 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 서로 상이하게 형성되어 있어도 된다. 또한, 인접하는 2개의 리니어 프레넬 렌즈부(13)는, 거의 간극 없이 배치되어 있다. 구체적으로는, 인접하는 2개의 리니어 프레넬 렌즈부(13) 사이의 간격은, 2.0㎜ 이하, 바람직하게는 1.0㎜ 이하로 되어 있다.

이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 실시 형태의 작용은, 전술한 제1 실시 형태와 대략 마찬가지이기 때문에, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 일체로 성형되어 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 복수의 리니어 프레넬 렌즈부(13)의 상대 위치를 고정밀도로 위치 결정할 수 있다. 또한, 단일의 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)를 광원(7)에 대하여 위치 결정함으로써, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 포함되는 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)를 대응하는 광원(7)에 대하여 용이하면서 고정밀도로 위치 결정하는 것이 가능해진다. 이 결과, 인접하는 광원(7)으로부터의 영상광 L에 의해 형성되는 화상을 원활하게 접속할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 투과형 표시 장치(1)는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 영상광 L을 투사하는 투사면(8)을 갖는 복수의 광원(7)을 구비하고, 각 광원(7)의 투사면(8)이 대응하는 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 영상광 L을 투사하는 예를 나타내었지만, 광원(7)의 수는 이러한 예에 한정되지 않는다. 투과형 표시 장치는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)에 영상광을 투사하는 복수의 투사면을 갖는 단일의 광원을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 단일의 광원의 각 투사면은, 대응하는 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 영상광을 투사한다. 그리고, 영상광의 렌즈면(14)으로의 입사 각도를 억제하기 위해, 광원으로부터의 각 영상광을, 미러 등의 편향 수단을 개재하여, 대응하는 리니어 프레넬 렌즈부(13)에 입사시켜도 된다.

<제3 실시 형태>

다음으로, 도 8 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 투과형 표시 장치에 포함되는 리니어 프레넬 렌즈 시트를 나타내는 개략 평면도이다. 도 8 내지 도 14를 참조하여 설명하는 제3 실시 형태는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 리니어 프레넬 렌즈부(213)가 제1 렌즈면 군(213a)과 제2 렌즈면 군(213b) 사이에 설치된 평탄부(216)를 구비하는 점에서 제1 실시 형태와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 제3 실시 형태에 따른 이하의 설명 및 이하의 설명에서 이용하는 도면에서는, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대하여, 전술한 제1 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 투과형 표시 장치는, 도 1에 도시한 투과형 표시 장치(1)와 마찬가지로, 투과형 스크린과 광원을 구비한다. 이 중, 투과형 스크린은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 확산 시트를 구비하고 있다. 투과형 스크린을 구성하는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203) 이외의 구성 요소는, 전술한 제1 실시 형태와 대략 마찬가지로 구성되기 때문에, 상세한 설명을 생략한다

다음으로, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)에 대하여, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는, 도 1에 도시한 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 중앙 부근을 확대하여 나타내는 부분 확대도이다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태에서는, 일례로서 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)가 자외선 경화성 수지를 사용하여 제조되는 예를 나타내지만, 이러한 예에 한정되지 않고, 압출 성형법 등에 의해 제조되어도 된다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)는, 기재(230)와, 상기 기재(230)의 관찰측에 배치된 렌즈층(210)을 구비하고 있다. 또한, 리니어 프레넬 렌즈 시트의 분야에서 주지한 바와 같이, 렌즈층(210) 및 기재(230)에 확산제와 같은 각종 첨가제를 첨가하거나, 코팅과 같은 표면 처리를 실시하여도 된다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 렌즈층(210)은, 확산 시트(4)측을 향하는 제1 면(211)과, 상기 제1 면(211)에 대향하여 광원(7)측을 향하는 제2 면(212)을 갖고 있다. 렌즈층(210)의 제1 면(211)에는, 소위 리니어 프레넬 렌즈를 구성하는 리니어 프레넬 렌즈부(213)가 형성되어 있다. 리니어 프레넬 렌즈부(213)는 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 렌즈면(214)을 갖고 있다. 리니어 프레넬 렌즈부(213)는 복수의 렌즈면(214)의 조합에 의해, 입사광에 대하여 볼록 렌즈와 마찬가지의 렌즈 작용을 발휘하는 것이 기대되고 있다.

구체적으로는, 리니어 프레넬 렌즈부(213)는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 시트면(203a)(렌즈층(210)의 시트면)으로의 법선 방향 nd에 관하여 서로 동일한 측으로 경사진 복수의 제1 렌즈면(214a)을 포함하는 제1 렌즈면 군(213a)과, 상기 법선 방향 nd에 대하여 제1 렌즈면(214a)과는 반대 측에 경사진 복수의 제2 렌즈면(214b)을 포함하는 제2 렌즈면 군(213b)을 포함하고 있다. 제1 렌즈면 군(213a)은 제2 렌즈면 군(213b)보다도, 제1 방향 d1을 따라 일방 측에 배치되고, 반대로, 제2 렌즈면 군(213b)은 제1 렌즈면 군(213a)보다도, 제1 방향 d1을 따라 타방 측에 배치되어 있다. 이 복수의 제1 렌즈면(214a)과 복수의 제2 렌즈면(214b)에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 복수의 렌즈면(214)이 구성된다.

복수의 렌즈면(214)은 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 시트면(203a) 내를 연장하는 제1 방향 d1을 따라 배열되어 있다. 즉, 복수의 제1 렌즈면(214a) 및 복수의 제2 렌즈면(214b)은 각각, 제1 방향 d1을 따라 배열되어 있다. 각 제1 렌즈면(214a)은 동일한 피치 P로 배치되고, 각 제2 렌즈면(214b)도, 동일한 피치 P로 배치되어 있다. 그리고, 각 렌즈면(214)은 제1 방향 d1에 교차하는 방향, 보다 상세하게는, 제1 방향 d1에 직교하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있다.

렌즈면(214)이 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 시트면(203a)에 대하여 이루는 각도인 렌즈각 α는, 제1 방향 d1을 따라 점차로 변화해 간다. 본 실시 형태에서는, 임의의 하나의 제1 렌즈면(214a)의 렌즈각 α는, 상기 제1 렌즈면(214a)보다도 제1 방향 d1을 따라 평탄부(216)에 근접하여 배열된 다른 제1 렌즈면(214a)의 렌즈각 α보다도 크게 되어 있다. 마찬가지로, 임의의 하나의 제2 렌즈면(214b)의 렌즈각 α는, 상기 제2 렌즈면(214b)보다도 제1 방향 d1을 따라 평탄부(216)에 근접하여 배열된 다른 제2 렌즈면(214b)의 렌즈각 α보다도 크게 되어 있다.

또한, 인접하는 2개의 렌즈면(214)의 사이에는, 라이즈면(215)이 설치되어 있다. 이 라이즈면(215)의 길이는, 인접하는 렌즈면(214)의 피치 P와 렌즈면(214)의 렌즈각 α에 의해 대략 결정된다. 전술한 바와 같이, 제1 방향 d1의 중심측으로부터 외측으로 감에 따라서, 렌즈면(214)의 렌즈각 α가 순서대로 커진다. 따라서, 복수의 라이즈면(215) 중, 보다 제1 방향 d1의 외측에 배열된 라이즈면(215)쪽이, 법선 방향 nd를 따른 길이가 길게 되어 있다. 또한, 이 라이즈면(215)은, 광의 렌즈 작용이 기대되지 않는 면이다.

또한, 렌즈층(210)에는, 제1 렌즈면 군(213a)과 제2 렌즈면 군(213b) 사이에 평탄부(216)가 설치되어 있다. 이 평탄부(216)에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 평탄부(216)는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 시트면(203a)을 따라 연장되는 평탄면(217)을 하나 이상 포함하고 있다. 여기서, 「평탄면(217)이 시트면(203a)을 따라 연장되는」이라 함은, 평탄면(217)이 시트면(203a)에 엄밀한 의미에서 평행하게 형성되는 경우에 한정되지 않고, 후술하는 롤 형상의 주형(500)의 가공 정밀도나 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 부형 정밀도 등에 기인하여 평탄면(217)이 약간 경사져 버리는 경우와 같은 실질적으로 평탄하다고 간주할 수 있는 경우도 포함한다. 예를 들어, 평탄면(217)의 시트면(203a)에 대한 경사 각도가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0°이면, 평탄면(217)에 요구되는 광학 성능을 충분히 유지할 수 있어, 평탄면(217)이 실질적으로 평탄하다고 간주할 수 있다.

또한, 평탄면(217)은, 미세한 요철면이나 약간의 굴곡을 포함하고 있어도 되고, 전체적이면서 대국적으로 본 경우에, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 시트면(203a)을 따르고 있다고 간주할 수 있으면 된다.

또한, 평탄면(217)이 약간 경사지는 경우, 평탄면(217)의 시트면(203a)에 대한 경사 각도는, 제1 렌즈면(214a) 및 제2 렌즈면(214b)의 렌즈각 α보다도 작아진다. 이 점을 고려하면, 가장 평탄부(216)측에 있는 제1 렌즈면 군(213a)의 제1 렌즈면(214a)에 있어서, 시트면(203a)에 대한 렌즈각 α가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.01°이상인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 상기 시트면(203a)에 대한 렌즈각 α가 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°가 되면, 실질적으로 평탄하다고 간주하여도 되는 한편, 렌즈면을 고정밀도로 가공하는 것이 어렵다. 따라서, 상기 시트면(203a)에 대한 렌즈각 α가 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°의 제1 렌즈면(214a)을 형성하여도, 가공 비용에 어울릴 만큼의 렌즈 기능이 얻어지지 않는 경우가 있다. 마찬가지로, 가장 평탄부(216)측에 있는 제2 렌즈면 군(213b)의 제2 렌즈면(214b)에 있어서, 시트면(203a)에 대한 렌즈각 α가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.01°이상인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 평탄부(216)는, 복수의 평탄면(217)을 포함하고 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 평탄부(216)에 약한 확산 기능을 부여할 수 있기 때문에, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 중심부 부근에 있어서의 관찰자의 관찰 위치에 의존하여 발생하는 명암 차를 더 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 또한, 각 평탄면(217)은, 시트면(203a)을 따른 길이 L이 일정하다. 이로 인해, 미리 평탄면(217)의 길이 L을 조정해 둠으로써, 평탄부(216)의 평탄면(217)의 배열과, 이 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열, 예를 들어 프로젝션 스크린에 있어서의 렌티큘러 렌즈 시트의 렌즈 배열이나 영상광을 형성하는 화소 배열에 기인한 무아레를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 즉, 예기치 않은 무아레의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 일례로서, 프로젝션 스크린에 본 실시 형태에 의한 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)를 사용하는 경우, 영상광이 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)에 입사할 때의 화소의 크기와 평탄면(217)의 시트면(203a)을 따른 길이 L이 근사값이면 무아레가 발생하기 쉽기 때문에, 평탄면(217)의 길이 L이 영상광의 시트면(203a)을 따른 화소의 피치 1/5 이하로 되도록 설정된다.

또한, 후술하는 바와 같이, 일반적으로, 평탄면(217)의 시트면(203a)을 따른 길이 L이 커짐에 따라서, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)를 제조하기 위한 롤 형상의 주형의 대응하는 면에 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되어 버려, 그 결과, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에도 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되어 버린다. 이 평탄면(217)에 불규칙하게 형성된 굴곡이나 요철에 광이 입사하면, 상기 광은 의도치 않은 방향으로 편향된다. 이로 인해, 이 평탄면(217) 부근을 관찰자가 관찰한 경우, 상기 평탄면(217) 부근에 명암 차가 발생할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 미리 평탄부(216)를 이루는 복수의 평탄면(217)의 길이 L을 조정하고, 각 평탄면(217)의 길이 L을 비교적 짧게 형성할 수 있다. 이로 인해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되는 것을 방지하고, 평탄면(217) 부근에 명암 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

전술한 바와 같이, 각 평탄면(217)과 시트면(203a)의 관계에 대하여 말하자면, 평탄면(217)에 요구되는 광학 성능을 충분히 유지하기 위해서는, 예를 들어, 평탄면(217)의 시트면(203a)에 대한 경사 각도가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0°정도이면 된다. 한편, 각 평탄면(217)끼리의 관계에 대하여 생각해 보면, 평탄면(217)에 요구되는 광학 성능을 충분히 유지하기 위해서는, 각 평탄면(217)끼리는, 서로 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 복수의 평탄면(217) 중 임의의 2개의 평탄면이, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°로 되면, 복수의 평탄면(217)은 서로 평행하다고 간주하여도 된다. 보다 바람직하게는, 복수의 평탄면(217) 중 임의의 2개의 평탄면이, 소수점 넷째 자리를 반올림하여 0.002°이하로 된다.

복수의 평탄면(217)은, 구체적인 구성으로서, 복수의 제1 평탄면(217a)으로 이루어지는 제1 평탄면 군(216a)과, 복수의 제2 평탄면(217b)으로 이루어지는 제2 평탄면 군(216b)을 포함하고 있다. 제2 평탄면 군(216b)은, 제1 평탄면 군(216a)과 제2 렌즈면 군(213b) 사이에 위치하고 있다. 임의의 하나의 제1 평탄면(217a)은, 상기 제1 평탄면(217a)보다도 제1 방향 d1을 따라 제1 렌즈면 군(213a)에 근접하여 배열된 다른 제1 평탄면(217a)보다도, 법선 방향 nd에 있어서 내측에 위치하는, 다시 말하면, 법선 방향 nd를 따라 낮은 위치(오목한 위치)에 위치하도록 되어 있다. 또한, 임의의 하나의 제2 평탄면(217b)은, 상기 제2 평탄면(217b)보다도 제1 방향 d1을 따라 제2 렌즈면 군(213b)에 근접하여 배열된 다른 제2 평탄면(217b)보다도, 법선 방향 nd에 있어서 내측에 위치하는, 다시 말하면, 법선 방향 nd를 따라 낮은 위치(오목한 위치)에 위치하도록 되어 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 후술하는 바와 같이, 롤 형상의 주형(500)의 각 평탄 원통부(131)에 주위 방향으로 연장되는 줄무늬가 불규칙하게 형성되는 것을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)의 배열과, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열에 기인한 예기치 않은 무아레가 발생하는 것을 더 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 인접하는 2개의 제1 평탄면(217a)과의 사이에는, 평탄부 제1 라이즈면(218a)이 설치되어 있으며, 인접하는 2개의 제2 평탄면(217b)의 사이에는, 평탄부 제2 라이즈면(218b)이 설치되어 있다. 이 평탄부 제1 라이즈면(218a) 및 평탄부 제2 라이즈면(218b)은, 그 길이가 모두 동등하여도 되고, 서로 상이하여도 된다.

또한, 도 9에 도시한 예에서는, 제1 방향 d1 및 법선 방향 nd의 양쪽에 평행한 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 단면에 있어서, 제1 평탄면 군(216a)에 포함되는 제1 평탄면(217a)과, 제2 평탄면 군(216b)에 포함되는 제2 평탄면(217b)이 대칭적으로 구성(형상 및 배치)되어 있다. 그러나, 이 예에 한정되지 않고, 제1 평탄면 군(216a)에 포함되는 제1 평탄면(217a)과 제2 평탄면 군(216b)에 포함되는 제2 평탄면(217b)이 비대칭으로 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 제1 평탄면 군(216a)에 포함되는 제1 평탄면(217a)과, 제2 평탄면 군(216b)에 포함되는 제2 평탄면(217b)이 법선 방향 nd에 있어서, 서로 다른 위치에 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 평탄면(217)의 배열과, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열에 기인한 무아레를 더 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

다음으로, 이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 실시 형태의 작용에 대하여, 도 9를 참조하면서 설명한다.

평행광을 주성분으로서 포함하는 광 L1 내지 L4가 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)에 입사하는 경우에 대하여 생각한다. 제1 렌즈면(214a)에 입사하는 광 L1 및 제2 렌즈면(214b)에 입사하는 광 L2는, 각각, 대응하는 렌즈면(214a, 214b)에서 굴절되고, 소정의 집광 영역(도시한 예에서는 초점 영역) 부근에 집광된다. 한편, 평탄면(217)에 입사하는 광 L3 내지 L4는, 평탄면(217)이 시트면(203a)에 평행하기 때문에, 입사한 방향을 유지한 채로 평탄면(217)으로부터 출사한다. 특히, 도시된 예에서는, 평탄면(217)에 입사하는 광 L3 내지 L4는, 법선 방향 nd에 평행하기 때문에, 법선 방향 nd에 평행하게 평탄면(217)으로부터 출사한다. 이로 인해, 평탄면(217)에 입사하는 광 L3 내지 L4의 적어도 일부는, 소정의 집광 영역(도시한 예에서는 초점 영역)으로부터 관찰될 수 있다. 이 결과, 집광 영역에 집광된 광을 관찰자가 보는 경우, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 중심부 부근과 다른 영역과의 명암 차를 효과적으로 눈에 띄게 하지 않게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 제1 렌즈면 군(213a)과 제2 렌즈면 군(213b)의 사이에, 평탄면(217)을 하나 이상 포함하는 평탄부(216)가 설치되어 있다. 이로 인해, 관찰자의 관찰 위치에 의존하여 발생할 수 있는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 중심부 부근과 다른 영역과의 명암 차를 인식할 수 없는 레벨로 개선할 수 있다. 또한, 제1 렌즈면 군(213a)과 제2 렌즈면 군(213b) 사이에, 평탄면(217)을 하나 이상 포함하는 평탄부(216)가 설치되어 있기 때문에, 법선 방향 nd에 대한 경사 각도가 대칭인 렌즈면에 의해 규정되는 배꼽부가 없다. 이로 인해, 상기 배꼽부가 시인되는 것에 의한 표시 화질의 열화를 방지할 수 있다.

다음으로, 주로 도 10 및 도 11을 참조하면서, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)를 제조하기 위해 사용되는 롤 형상의 주형(100)에 대하여 설명한다. 도 10은, 도 8에 도시한 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위해 사용되는 롤 형상의 주형의 축선을 통과하는 단면을 나타내는 개략 단면도이다. 도 11은, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형의 중간부를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 롤 형상의 주형(100)은, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 렌즈면을 제작하기 위한 경사면이 축선 방향 r에 배열되어 있으며, 복수의 제1 환상홈(111)을 포함하는 제1 환상홈 군(110)과, 복수의 제2 환상홈(121)을 포함하는 제2 환상홈 군(120)을 구비한다. 제1 환상홈 군(110)은, 제2 환상홈 군(120)보다도, 축선 방향 r을 따라 일방 측에 배치되어 있다. 반대로, 제2 환상홈 군(120)은, 제1 환상홈 군(110)보다도, 축선 방향 r을 따라 타방 측에 배치되어 있다. 각 제1 환상홈(111)은, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 상기 축선 방향 r과 직교하는 반경 방향 n에 관하여 서로 동일한 측으로 경사져 있는 복수의 제1 경사면(112)을 갖고 있다. 복수의 제1 경사면(112)은, 동일한 피치로 배치되어 있다. 그리고, 임의의 하나의 제1 환상홈(111)의 제1 경사면(112)의 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ는, 상기 제1 환상홈(111)보다도 축선 방향 r을 따라 평탄 원통부(131)에 근접하여 배열된 다른 제1 환상홈(111)의 제1 경사면(112)의 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ보다도 크게 되어 있다. 한편, 각 제2 환상홈(121)은, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 반경 방향 n에 관하여 서로 제1 경사면(112)과는 반대 측으로 경사져 있는 복수의 제2 경사면(122)을 갖고 있다. 복수의 제2 경사면(122)은, 동일한 피치로 배치되어 있다. 그리고, 임의의 하나의 제2 환상홈(121)의 제2 경사면(122)의 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ는, 상기 제2 환상홈(121)보다도 축선 방향 r을 따라 평탄 원통부(131)에 근접하여 배열된 다른 제2 환상홈(121)의 제2 경사면(122)의 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ보다도 크게 되어 있다. 이들 중, 롤 형상의 주형(100)의 제1 환상홈 군(110) 및 제2 환상홈 군(120)에 의해, 각각, 대응하는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 제1 렌즈면 군(213a) 및 제2 렌즈면 군(213b)이 부형된다. 또한, 롤 형상의 주형(100)의 제1 경사면(112) 및 제2 경사면(122)에 의해, 각각, 대응하는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 제1 렌즈면(214a) 및 제2 렌즈면(214b)이 부형된다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 각 제1 환상홈(111)은, 상기 롤 형상의 주형(100)의 반경 방향 n으로 연장되는 제1 환상홈 라이즈면(113)을 포함하고 있으며, 각 제1 환상홈 라이즈면(113)은, 인접하는 2개의 제1 경사면(112)과의 사이에 형성되어 있다. 이 제1 환상홈 라이즈면(113)의 길이는, 제1 환상홈(111)의 피치와 제1 경사면(112)의 경사 각도 γ에 의해 대략 결정된다. 전술한 바와 같이, 각 제1 환상홈(111)의 피치는 일정하며, 임의의 하나의 제1 경사면(112)의 경사 각도 γ는, 상기 제1 경사면(112)보다도 축선 방향 r을 따라 평탄 원통부(131)에 근접하여 배열된 다른 제1 경사면(112)의 경사 각도 γ보다도 크게 되어 있다. 따라서, 복수의 제1 환상홈 라이즈면(113) 중, 보다 축선 방향 r의 일방 측에 배열된 제1 환상홈 라이즈면(113)의 쪽이, 반경 방향 n의 길이가 길게 되어 있다. 마찬가지로, 각 제2 환상홈(121)은, 상기 롤 형상의 주형(100)의 반경 방향 n으로 연장되는 제2 환상홈 라이즈면(123)을 포함하고 있으며, 각 제2 환상홈 라이즈면(123)은, 인접하는 2개의 제2 경사면(122)의 사이에 형성되어 있다. 복수의 제2 환상홈 라이즈면(123) 중, 보다 축선 방향 r의 타방 측에 배열된 제2 환상홈 라이즈면(123) 의 쪽이, 반경 방향 n의 길이가 길게 되어 있다. 이 롤 형상의 주형(100)의 제1 환상홈 라이즈면(113) 및 제2 환상홈 라이즈면(123)에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 라이즈면이 부형된다.

또한, 제1 환상홈 군(110)과 제2 환상홈 군(120) 사이에 중간부(130)가 배치되어 있다. 이 중간부(130)에 의해, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄부(216)가 부형된다. 이 중간부(130)에 대하여 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 중간부(130)는 원통부를 구획 형성하는 평탄 원통부(131)를 하나 이상 포함하고 있다. 평탄 원통부(131)의 직경은 축선 방향 r을 따라 일정해진다. 여기서, 「평탄 원통부(131)의 직경이 축선 방향 r을 따라 일정」이라 함은, 엄밀한 의미에서 직경이 일정하게 형성되는 경우에 한정되지 않고, 후술하는 롤 형상의 주형(100)의 가공 정밀도 등에 기인하여 평탄 원통부(131)의 직경이 약간 변화해 버리는 경우와 같은 실질적으로 일정하다고 간주할 수 있는 경우도 포함한다. 예를 들어, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r에 대한 경사 각도가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°이면, 부형되는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에 요구되는 광학 성능을 충분히 유지할 수 있어, 평탄 원통부(131)가 실질적으로 평탄하다고 간주할 수 있다. 또한, 평탄 원통부(131)는, 미세한 요철이나 근소한 굴곡을 포함하고 있어도 되며, 전체적이면서 대국적으로 본 경우에, 직경이 일정하다고 간주할 수 있으면 된다.

또한, 평탄 원통부(131)가 약간 경사진 경우, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 평탄 원통부(131)의 원통면을 이루는 외주면의 축선 방향 r에 대한 경사 각도는, 제1 경사면(112) 및 제2 경사면(122)의 경사 각도 γ보다도 작아진다. 이 점을 고려하면, 축선 방향 r을 따라 가장 중간부측에 있는 제1 환상홈 군(110)의 제1 환상홈(111)의 제1 경사면(112)에 있어서, 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.01°이상인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 상기 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ가 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°가 되면, 실질적으로 제1 경사면(112)이 평탄하다고 간주해도 되는 한편, 제1 경사면(112)을 고정밀도로 가공하는 것이 어렵다. 따라서, 상기 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ가 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°의 제1 경사면(112)을 형성하여도, 가공 비용에 어울릴 만큼의 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 렌즈 기능이 얻어지지 않는다. 마찬가지로, 축선 방향 r을 따라 가장 중간부(130)측에 있는 제2 환상홈 군(120)의 제2 경사면(122)에 있어서, 축선 방향 r에 대한 경사 각도 γ가, 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.01°이상인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 중간부(130)는 평탄 원통부 군으로서 구성되며, 복수의 평탄 원통부(131)를 포함하고 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 이 주형(100)으로부터 부형되는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄부(216)에 약한 확산 기능을 부여할 수 있기 때문에, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 중심부 부근에 있어서의 관찰자의 관찰 위치에 의존하여 발생하는 명암 차를 더 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 또한, 각 평탄 원통부(131)는, 축선 방향 r을 따른 길이 l이 동등하다. 이와 같은 형태에 의하면, 미리 평탄 원통부(131)의 길이 l을 조정해 둠으로써, 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄부(216)의 평탄면(217)의 배열과, 이 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열, 예를 들어 프로젝션 스크린에 있어서의 렌티큘러 렌즈 시트의 배열이나 영상광을 형성하는 화소 배열에 기인한 무아레를 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 즉, 예기치 않은 무아레의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 후술하는 바와 같이, 일반적으로, 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r을 따른 길이 l이 길어짐에 따라서, 상기 평탄 원통부(131)에 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되어 버려, 그 결과, 부형되는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에도 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되어 버린다. 이 평탄면(217)에 불규칙하게 형성된 굴곡이나 요철에 광이 입사하면, 상기 광은 의도치 않은 방향으로 편향된다. 이로 인해, 이 평탄면(217) 부근을 관찰자가 관찰한 경우, 상기 평탄면(217) 부근에 명암 차가 발생할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 미리 중간부(130)를 이루는 복수의 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r을 따른 길이 l을 조정하고, 각 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r을 따른 길이 l을 비교적 짧게 형성할 수 있다. 이로 인해, 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되는 것을 방지하여, 평탄면(217) 부근에 명암 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

한편, 축선 방향 r을 따른 길이 l이 긴 평탄 원통부(131)를 가공하는 경우, 전술한 평탄 원통부(131)에 굴곡이나 요철이 불규칙하게 형성되는 것을 방지하기 위해서, 평탄 원통부(131)를 축선 방향 r로 복수의 부분으로 구분하고, 각 부분마다 바이트(101)를 접촉시켜서 평탄 원통부(131)를 가공하는 방법을 채용하는 것도 생각된다. 그러나, 선반에 의한 바이트(501)의 위치 결정 정밀도에 기인하여, 구분된 각 부분의 경계를 원활하게 형성하는 것은 곤란하며, 인접하는 구분된 부분의 사이에 주위 방향으로 연장되는 줄무늬가 불규칙하게 형성되어 버린다. 그 결과, 부형되는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에도, 주위 방향으로 연장되는 줄무늬가 불규칙하게 형성되어 버린다.

이 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에 불규칙하게 형성되는 주위 방향으로 연장되는 줄무늬는, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열, 예를 들어 프로젝션 스크린에 있어서의 렌티큘러 렌즈 시트의 렌즈 배열이나 영상광을 형성하는 화소 배열 사이에서 우발적으로 무아레를 발생시키는 요인으로 될 수 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 미리 중간부(130)를 이루는 복수의 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r을 따른 길이 l을 조정하고, 각 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r을 따른 길이 l을 비교적 짧게 형성할 수 있기 때문에, 이러한 가공 방법을 채용할 필요는 없다. 이로 인해, 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)의 배열과, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열에 기인한 예기치 않은 무아레가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

전술한 바와 같이, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r에 대한 경사 각도는, 예를 들어 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00° 정도이면, 부형되는 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)에 요구되는 광학 성능을 충분히 유지할 수 있다. 또한, 각 평탄 원통부(131)끼리의 관계에 대하여 보면, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 각 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r로 연장되는 외측 테두리부(131a)가 서로 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 복수의 평탄 원통부(131) 중 임의의 2개의 평탄 원통부의 외측 테두리부(131a)가 소수점 셋째 자리를 반올림하여 0.00°가 되면, 복수의 평탄 원통부(131)의 외측 테두리부(131a)는 서로 평행하다고 간주하여도 된다. 보다 바람직하게는, 복수의 평탄 원통부(131) 중 임의의 2개의 평탄 원통부의 외측 테두리부(131a)가 소수점 넷째 자리를 반올림하여 0.002°이하로 된다.

또한, 중간부(130)는 구체적인 구성으로서, 복수의 제1 평탄 원통부(133)로 이루어지는 제1 평탄 원통부 군(132)과, 상기 제1 평탄 원통부 군(132)과 제2 환상홈 군(120) 사이에 위치하고, 복수의 제2 평탄 원통부(135)로 이루어지는 제2 평탄 원통부 군(134)을 포함하고 있다. 임의의 하나의 제1 평탄 원통부(133)는, 상기 제1 평탄 원통부(133)보다도 축선 방향 r을 따라 제1 환상홈 군(110)에 근접하여 배열된 다른 제1 평탄 원통부(133)보다도, 직경이 크게 되어 있다. 임의의 하나의 제2 평탄 원통부(135)는, 상기 제2 평탄 원통부(135)보다도 축선 방향 r을 따라 제2 환상홈 군(120)에 근접하여 배열된 다른 제2 평탄 원통부(135)보다도, 직경이 크게 되어 있다. 이와 같은 형태에 의하면, 각 평탄 원통부(131)의 주위 방향으로 연장되는 줄무늬가 불규칙하게 형성되는 것을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)의 배열과, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열에 기인한 예기치 않은 무아레가 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 도 11에 도시한 예에서는, 축선 방향 r 및 법선 방향 n의 양쪽에 평행한 롤 형상의 주형(100)의 단면에 있어서, 제1 평탄 원통부 군(132)에 포함되는 제1 평탄 원통부(133)와, 제2 평탄 원통부 군(134)에 포함되는 제2 평탄 원통부(135)가 대칭적으로 구성(형상 및 배치)되어 있다. 그러나, 이 예에 한정되지 않고, 제1 평탄 원통부 군(132)에 포함되는 제1 평탄 원통부(133)와, 제2 평탄 원통부 군(134)에 포함되는 제2 평탄 원통부(135)와 비대칭으로 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 제1 평탄 원통부 군(132)에 포함되는 제1 평탄 원통부(133)와, 제2 평탄 원통부 군(134)에 포함되는 제2 평탄 원통부(135)가 법선 방향 n에 있어서, 다른 위치에 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 부형된 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 평탄면(217)의 배열과, 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)와 함께 사용되는 다른 광학 요소의 배열에 기인한 무아레를 더 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

다음으로, 주로 도 12를 참조하여, 롤 형상의 주형(100)을 사용하여 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)를 제조하는 방법에 대하여, 설명한다. 도 12는, 도 10에 도시한 롤 형상의 주형을 사용하여 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하는 방법의 일례를 나타내는 개략이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 기재(230)로 이루어지는 기재 시트(142)가 롤 형상의 원단(141)으로부터 조출되고, 가압 롤러(143)와 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)의 렌즈면(214)을 부형하기 위한 롤 형상의 주형(100)의 사이에 공급된다. 이어서, 자외선 경화성 수지 공급부(144)로부터 공급되는 자외선 경화성 수지(147)가 기재 시트(142)와 롤 형상의 주형(100) 사이에 공급된다. 그리고, 기재 시트(142)와 자외선 경화성 수지(147)가 가압 롤러(143)와 롤 형상의 주형(100)에 의해 끼움 지지되어, 상기 롤 형상의 주형(100)의 외주를 따라서 반송된다. 롤 형상의 주형(100)의 외주 근방에는, 자외선 램프(145)가 배치되어 있으며, 상기 자외선 램프(145)로부터 자외선이 조사되고, 자외선 경화성 수지(147)가 경화됨과 함께 자외선 경화성 수지(147)에 렌즈면(214)이 부형된다. 경화한 자외선 경화성 수지(147)는 기재 시트(142)에 고착된다. 이 경화한 자외선 경화성 수지(147)가 기재 시트(142)로부터 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)가 형성된다. 얻어진 리니어 프레넬 렌즈 시트(203)는, 권취 롤러(146)에 의해 권취된다.

다음으로, 주로 도 13a 내지 도 13e를 참조하여, 롤 형상의 주형(100)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

우선, 도 13a에 도시한 바와 같이, 금속제의 기재 롤러(103)를 준비하고, 상기 기재 롤러(103)의 면 형성 가공을 바이트(101)로 행한다. 이어서, 도 13b에 도시한 바와 같이, 롤 형상의 주형(100)(기재 롤러(103))의 축선 방향 r의 일단부측으로부터 중심부를 향하여, 복수의 제1 환상홈(111)을 포함하는 제1 환상홈 군(110)을 형성한다. 제1 환상홈(111)은, 렌즈면을 제작하기 위한 제1 경사면(112)을 갖고 있으며, 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서, 축선 방향 r에 대한 제1 경사면(112)의 경사 각도 γ가 순서대로 작아진다. 이로 인해, 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서, 축선 방향 r에 대한 바이트(101)의 절삭 각도 β를, 제작 대상으로 되는 제1 경사면(112)마다 작아지게 한다. 구체적으로는, 바이트(101)의 날끝이 축선 방향 r에 대하여 소정의 절삭 각도 β를 이루도록 상기 바이트(101)를 유지하면서 반경 방향 n으로 전진시켜서 기재 롤러(103)를 절삭하고, 절삭 후, 바이트(101)를 후퇴시킨다. 계속해서, 바이트(101)를 롤 형상의 주형(100)의 축선 방향 r로 이동시킨 후, 바이트(101)의 절삭 각도 β가 작아지도록 바이트(10)의 자세를 변화시켜서, 다음의 제1 환상홈(111)을 가공해 간다. 그리고, 중심부로부터 축선 방향 r로 소정의 거리만큼 이격된 위치까지 제1 환상홈(111)을 가공한다.

제1 환상홈 군(110)을 형성한 후, 중간부(130)의 제1 평탄 원통부 군(132)을 형성해 간다. 도 13c에 도시한 바와 같이, 각 제1 평탄 원통부 군(132)은 바이트(101)의 날을 축선 방향 r에 평행하게 유지하면서 바이트(101)를 반경 방향 n으로 이동시킴으로써, 형성된다. 구체적으로는, 도 13c에 도시한 바와 같이, 축선 방향 r의 일단부측으로부터 중심부를 향하여, 복수의 제1 평탄 원통부(133)를 포함하는 제1 평탄 원통부 군(132)을 형성한다. 제1 평탄 원통부(133)는, 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서, 직경이 순서대로 커진다. 이로 인해, 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서, 반경 방향 n에 대한 바이트(101)의 절삭 깊이를, 제작 대상으로 되는 제1 평탄 원통부(133)마다 얕게 한다. 제1 평탄 원통부 군(132)을 형성한 후, 바이트(101)의 날을 교환하고, 축선 방향 r의 중심부로부터 타단부측을 향하여, 제2 평탄 원통부 군(134)을 형성해 간다. 구체적으로는, 도 13d에 도시한 바와 같이, 축선 방향 r의 중심부로부터 타단부측을 향하여, 복수의 제2 평탄 원통부(135)를 포함하는 제2 평탄 원통부 군(134)을 형성한다. 제2 평탄 원통부(135)는, 축선 방향 r의 타단부측을 향함에 따라서, 직경이 순서대로 작아진다. 이로 인해, 축선 방향 r의 타단부측을 향함에 따라서, 반경 방향 n에 대한 바이트(101)의 절삭 깊이를, 제작 대상으로 되는 제1 평탄 원통부(133)마다 깊게 되어 간다. 제2 평탄 원통부 군(134)을 형성한 후, 도 13d에 도시한 바와 같이, 중심부로부터 타단부측을 향해 제2 환상홈 군(120)을 제1 환상홈 군(110)과 대략 마찬가지로 형성한다.

이와 같은 롤 형상의 주형(100)을 제조하는 방법에 의하면, 중간부(130)가 축선 방향 r을 따른 길이 l의 일정한 복수의 평탄 원통부(131)를 포함하고 있기 때문에, 각 평탄 원통부(131)의 축선 방향 r을 따른 길이 l을 비교적 짧게 형성할 수 있다. 이에 의해, 바이트(101)와 각 평탄 원통부(131)의 접촉 면적을 비교적 작게 할 수 있어, 각 평탄 원통부(131)를 절삭할 때의 바이트(101)와 기재 롤러(103) 사이의 저항을 낮게 억제할 수 있다. 이 결과, 각 평탄 원통부(131)에 요철이 불규칙하게 형성되는 것을 억제할 수 있음과 함께 각 평탄 원통부(131)를 고정밀도로 가공할 수 있다.

또한, 이러한 롤 형상의 주형(100)을 제조하는 방법에 의하면, 전술한 바와 같이, 중간부(130)의 제1 평탄 원통부(133) 및 제2 평탄 원통부(135)는, 축선 방향 r의 중심부를 향함에 따라서 직경이 순서대로 커진다. 이로 인해, 바이트(101)의 날을 축선 방향 r에 평행하게 유지한 상태에서 평탄 원통부(131)를 형성할 때, 상기 평탄 원통부(131)에 인접하는 평탄 원통부(131)가 바이트(101)의 바람직한 자세를 무너뜨려 버리는 일은 없다. 이 결과, 바이트(101)의 날을 축선 방향 r에 평행하게 안정적으로 유지할 수 있어, 각 평탄 원통부(131)를 고정밀도로 가공할 수 있다.

또한, 본 발명의 복수의 실시 형태를 설명하였지만, 복수의 실시 형태를 적절히 조합하여 적용하는 것도 물론 가능하다. 예를 들어, 전술한 제1 실시 형태에 나타내는 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 제3 실시 형태에서 설명한 평탄부(216)를 포함하고 있어도 된다. 또는, 전술한 제2 실시 형태에 나타내는 리니어 프레넬 렌즈 시트(3)의 각 리니어 프레넬 렌즈부(13)가 제3 실시 형태에서 설명한 리니어 프레넬 렌즈부(213)로 구성되어 있어도 된다.

Claims (15)

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9. 렌즈면이 제1 방향으로 배열된 리니어 프레넬 렌즈부를 구비하고,
   상기 리니어 프레넬 렌즈부는, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면으로의 법선 방향에 관하여 서로 동일한 측으로 경사져 있는 복수의 제1 렌즈면을 포함하는 제1 렌즈면 군과,
   상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면으로의 법선 방향에 관하여 상기 제1 렌즈면과는 반대 측으로 경사져 있는 복수의 제2 렌즈면을 포함하는 제2 렌즈면 군과,
   상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 렌즈면 군과 상기 제2 렌즈면 군 사이에 설치되고, 상기 리니어 프레넬 렌즈 시트의 시트면을 따라 연장되는 평탄면을 하나 이상 포함하는 평탄부를 포함하며,
   상기 평탄부는, 상기 법선 방향에 있어서 서로 다른 위치에 배치된 복수의 평탄면을 포함하는,
   리니어 프레넬 렌즈 시트.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 평탄면은, 상기 시트면을 따른 길이가 일정한 것인, 리니어 프레넬 렌즈 시트.
11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 평탄면은, 복수의 제1 평탄면으로 이루어지는 제1 평탄면 군과, 상기 제1 평탄면 군과 상기 제2 렌즈면 군 사이에 위치하고, 복수의 제2 평탄면으로 이루어지는 제2 평탄면 군을 포함하며,
    임의의 하나의 제1 평탄면은, 상기 제1 평탄면보다 상기 제1 방향을 따라서 상기 제1 렌즈면 군에 근접하여 배열된 다른 제1 평탄면보다, 상기 법선 방향에 있어서 내측에 위치하도록 되어 있으며,
    임의의 하나의 제2 평탄면은, 상기 제2 평탄면보다 상기 제1 방향을 따라서 상기 제2 렌즈면 군에 근접하여 배열된 다른 제2 평탄면보다, 상기 법선 방향에 있어서 내측에 위치하도록 되어 있는, 리니어 프레넬 렌즈 시트.
12. 제9항에 있어서,
    일체로 성형된 복수의 리니어 프레넬 렌즈부를 구비하는, 리니어 프레넬 렌즈 시트.
13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 리니어 프레넬 렌즈부는 상기 제1 방향을 따라서 나란히 배치되어 있는, 리니어 프레넬 렌즈 시트.
14. 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위해 사용되고, 렌즈면을 제작하기 위한 경사면이 그의 축선 방향으로 배열되어 있는 롤 형상의 주형으로서,
    상기 축선 방향으로 배열된 복수의 제1 환상홈을 포함하고, 각 제1 환상홈이 제1 경사면을 구획 형성하는, 제1 환상홈 군과,
    상기 축선 방향으로 배열된 복수의 제2 환상홈을 포함하고, 각 제2 환상홈이 제2 경사면을 구획 형성하는, 제2 환상홈 군과,
    상기 제1 환상홈 군과 상기 제2 환상홈 군 사이에 배치된 중간부
    를 구비하며,
    상기 제1 환상홈 군에 포함되는 복수의 제1 경사면은, 축선을 통과하는 단면에 있어서, 상기 축선 방향과 직교하는 반경 방향에 관하여 서로 동일한 측으로 경사지고,
    상기 제2 환상홈 군에 포함되는 복수의 제2 경사면은, 상기 축선을 통과하는 단면에 있어서, 상기 축선 방향과 직교하는 반경 방향에 관하여 상기 제1 경사면과는 반대 측으로 경사지고,
    상기 중간부는, 상기 반경 방향에 있어서 서로 다른 위치에 원통면을 구획 형성하는 복수의 평탄 원통부를 포함하는, 리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형.
15. 제14항에 있어서,
    상기 중간부는, 복수의 제1 평탄 원통부를 포함하는 제1 평탄 원통부 군과, 상기 제1 평탄 원통부 군과 상기 제2 환상홈 군 사이에 위치하고, 복수의 제2 평탄 원통부를 포함하는 제2 평탄 원통부 군을 포함하고,
    임의의 하나의 제1 평탄 원통부는, 상기 제1 평탄 원통부보다 상기 축선 방향을 따라서 상기 제1 환상홈 군에 근접하여 배열된 다른 제1 평탄 원통부보다, 직경이 큰 원통면을 구획 형성하며,
    임의의 하나의 제2 평탄 원통부는, 상기 제2 평탄 원통부보다 상기 축선 방향을 따라서 상기 제2 환상홈 군에 근접하여 배열된 다른 제2 평탄 원통부보다, 직경이 큰 원통면을 구획 형성하는 것인,
    리니어 프레넬 렌즈 시트를 제조하기 위한 롤 형상의 주형.
    

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